按含碳量不同區(qū)分
鐵碳合金分為鋼與生鐵兩大類,鋼是含碳量為0.03%~2%的鐵碳合金。 碳鋼是最常用的普通鋼,冶煉方便、加工容易、價(jià)格低廉,而且在多數(shù)情況下能滿足使用要求,所以應(yīng)用十分普遍。按含碳量不同,碳鋼又分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。隨含碳量升高,碳鋼的硬度增加、韌性下降。合金鋼又叫特種鋼,在碳鋼的基礎(chǔ)上加入一種或多種合金元素,使鋼的組織結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生變化,從而具有一些特殊性能,如高硬度、高耐磨性、高韌性、耐腐蝕性,等等。經(jīng)常加入鋼中的合金元素有Si、W、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti等。合金鋼的資源相當(dāng)豐富,除Cr、Co不足,Mn品位較低外,W、Mo、V、Ti和稀土金屬儲(chǔ)量都很高。21世紀(jì)初,合金鋼在鋼的總產(chǎn)量中的比例將有大幅度增長(zhǎng)。
含碳量2%~4.3%的鐵碳合金稱生鐵。生鐵硬而脆,但耐壓耐磨。根據(jù)生鐵中 碳存在的形態(tài)不同又可分為白口鐵、灰口鐵和球墨鑄鐵。白口鐵中碳以Fe3C形態(tài)分布,斷口呈銀白色,質(zhì)硬而脆,不能進(jìn)行機(jī)械加工,是煉鋼的原料,故又稱煉鋼生鐵。碳以片狀石墨形態(tài)分布的稱灰口鐵,斷口呈銀灰色,易切削,易鑄,耐磨。若碳以球狀石墨分布則稱球墨鑄鐵,其機(jī)械性能、加工性能接近于鋼。在鑄鐵中加入特種合金元素可得特種鑄鐵,如加入Cr,耐磨性可大幅度提高,在特種條件下有十分重要的應(yīng)用。
鋼鐵中碳的來(lái)源:煉鐵的原料之一是鐵礦石,鐵礦石主要成份是Fe2O3,沒(méi)有碳。
煉鐵的原料之二是焦碳
煉鐵過(guò)程部分焦碳留在了鐵水中,導(dǎo)致鐵水中含碳。 鋼鐵的生產(chǎn) 由鐵礦石煉生鐵。
由生鐵作原料煉鋼,煉鋼的過(guò)程主要是除碳的過(guò)程.還不能將碳除盡,鋼需要有一定量的碳,性能才達(dá)到最佳。
按化學(xué)成分分
一、碳素鋼 碳素鋼是指鋼中除鐵、碳外,還含有少量錳、硅、硫、磷等元素的鐵碳合金,按其含碳量的不同,可分為:
。1)低碳鋼--含碳量wc≤0.25%
。2)中碳鋼--含碳量wc>0.25%~0.60%
。3)高碳鋼--含碳量wc>0.60%高碳鋼一般在軍工業(yè)和工業(yè)醫(yī)療業(yè)比較多
二、合金鋼 為了改善鋼的性能,在冶煉碳素鋼的基礎(chǔ)上,加入一些合金元素而煉成的鋼,如鉻鋼、錳鋼、鉻錳鋼、鉻鎳鋼等。按其合金元素的總含量,可分為:
(1)低合金鋼--合金元素的總含量≤5% (2)中合金鋼--合金元素的總含量5%~10%
。3)高合金鋼--合金元素的總含量>10%
按冶煉設(shè)備分
。1)轉(zhuǎn)爐鋼 用轉(zhuǎn)爐吹煉的鋼,可分為底吹、側(cè)吹、頂吹和空氣吹煉、純氧吹練等轉(zhuǎn)爐鋼;根據(jù)爐襯的不同,又分酸性和堿性兩種。
。2)平爐鋼 用平爐煉制的鋼,按爐襯材料的不同分為酸性和堿性兩種,一般平爐鋼多為堿性
(3)電爐鋼 用電爐煉制的鋼,有電弧爐鋼、感應(yīng)爐鋼及真空感應(yīng)爐鋼等。工業(yè)上大量生產(chǎn)的,是堿性電弧爐鋼。
按澆注前脫氧程度分
(1)沸騰鋼屬脫氧不完全的鋼,澆注時(shí)在鋼錠模里產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象。其優(yōu)點(diǎn)是冶煉損耗少、成本低、表面質(zhì)量及深沖性能好;缺點(diǎn)是成分和質(zhì)量不均勻、抗腐蝕性和力學(xué)強(qiáng)度較差,一般用于軋制碳索結(jié)構(gòu)鋼的型鋼和鋼板。
(2)鎮(zhèn)靜鋼屬脫氧完全的鋼,澆注時(shí)在鋼錠模里鋼液鎮(zhèn)靜,沒(méi)有沸騰現(xiàn)象。其優(yōu)點(diǎn)是成分和質(zhì)量均勻;缺點(diǎn)是金屬的收得率低,成本較高。一般合金鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼都為鎮(zhèn)靜鋼 。
(3)半鎮(zhèn)靜鋼脫氧程度介于鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間的鋼,因生產(chǎn)較難控制.目前產(chǎn)量較少。
按鋼的品質(zhì)分
(1)普通鋼 鋼中含雜質(zhì)元素較多,含硫量ws一般≤O.05%,含磷量wP≤0.045%,如碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼等
(2)優(yōu)質(zhì)鋼 鋼中含雜質(zhì)元素較少,含硫及磷量ws、wp,一般均≤0.04%,如優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼和合金工具鋼、彈簧鋼、軸承鋼等
(3)高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼 鋼中含雜質(zhì)元素極少,含硫量ws一般≤O.03%,含磷量wP≤0.035%,如合金結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼等。高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼在鋼號(hào)后面,通常加符號(hào)“A”或漢字“高”以便識(shí)別。
按鋼的用途分
一、結(jié)構(gòu)鋼
。1)建筑及工程用結(jié)構(gòu)鋼簡(jiǎn)稱建造用鋼,它是指用于建筑、橋梁、船舶、鍋爐或其他工程上制作金屬結(jié)構(gòu)件的鋼。如碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼、鋼筋鋼等。
。2)機(jī)械制造用結(jié)構(gòu)鋼--是指用于制造機(jī)械設(shè)備上結(jié)構(gòu)零件的鋼。這類鋼基本上都是優(yōu)質(zhì)鋼或高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼,主要有優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、易切結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、滾動(dòng)軸承鋼等
二、工具鋼
一般用于制造各種工具,如碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼等。按用 途又可分為刃具鋼、模具鋼、量具鋼。
三、特殊鋼
具有特殊性能的鋼,如不銹耐酸鋼、耐熱不起皮鋼、高電阻合金、耐磨鋼、磁鋼等。
四、專業(yè)用鋼
這是指各個(gè)工業(yè)部門專業(yè)用途的鋼,如汽車用鋼、農(nóng)機(jī)用鋼、航空用鋼、化工機(jī)械用鋼、鍋爐用鋼、電工用鋼、焊條用鋼等。
按制造加工形式分
(1)鑄鋼 鑄鋼是指采用鑄造方法而生產(chǎn)出來(lái)的一種鋼鑄件。鑄鋼主要用于制造一些形狀復(fù)雜、難于進(jìn)行鍛造或切削加工成形而又要求較高的強(qiáng)度和塑性的零件。
(2)鍛鋼 鍛鋼是指采用鍛造方法而生產(chǎn)出來(lái)的各種鍛材和鍛件。鍛鋼件的質(zhì)量比鑄鋼件高,能承受大的沖擊力作用,塑性、韌性和其他方面的力學(xué)性能也都比鑄鋼件高,所以凡是一些重要的機(jī)器零件都應(yīng)當(dāng)采用鍛鋼件。
(3)熱軋鋼 熱軋鋼是指用熱軋方法而生產(chǎn)出來(lái)的各種熱軋鋼材。大部分鋼材都是采用熱軋軋成的,熱軋常用來(lái)生產(chǎn)型鋼、鋼管、鋼板等大型鋼材,也用于軋制線材
(4)冷軋鋼 冷軋鋼是指用冷軋方法而生產(chǎn)出來(lái)的各種冷軋鋼材。與 熱軋鋼相比,冷軋鋼的特點(diǎn)是表面光潔、尺寸精確、力學(xué)性能好。冷軋常用來(lái)軋制薄板、鋼帶和鋼管
(5)冷拔鋼 冷拔鋼是指用冷拔方法而生產(chǎn)出來(lái)的各種冷拔鋼材。冷拔鋼的特點(diǎn)是:精度高、表面質(zhì)量好。冷拔主要用于生產(chǎn)鋼絲,也用于生產(chǎn)直徑在50mm以下的圓鋼和六角鋼,以及直徑在76mm以下的鋼管