钢铁分类

　　钢铁大致可以分为生铁、镜铁、铁合金、钢、不锈钢、其他合金、供再熔的碎料钢铁锭、颗粒、半制成品、平板轧材等。

　　一、生铁

　　无实用可煅性的铁碳合金，按重量计量碳含量在2%以上并可含有一种或几种含下列含量范围的其他元素；

　　铬不超过10%；锰不超过6%；磷不超过3%；硅不超过8%；其他元素合计不超过10%。

　　二、镜铁

　　按照重量计，锰量在6%以上，但不超过30%的铁碳合金，其他方面符合生铁所列标准。

　　三、铁合金

　　锭、块、团或类似初级形状、连续铸造而形成的各种形状及颗粒、粉末的合金，不论是否烧结，通常用于其他合金生产过程中的添加剂或在黑色金属冶炼中作除氧剂、脱硫剂及类似用途，一般无实用可煅性，按重量计，铁元素含量在4%及以上并含有下列一种或几种元素：

　　铬超过10%；锰超过30%；磷超过3%；硅超过8%。

　　除碳以外的元素合计超过10%，但最高含铜量不超过10%。

　　四、钢

　　除了铁合金以外的黑色金属材料（某些铸造而成的种类除外），具有实用可煅性，按重量计碳量在2%及以下，但铬钢可具有较高的含铬量。

　　五、不锈钢

　　按重量计碳含量1.2%及以下，含铬量在10.5%及以上的合金钢，不论是否含有其他元素。

　　六、其他合金

　　不符合不锈钢定义的钢，含有一种或几种按重量计符合下列含量比例的元素：

　　铝0.3%及以上；硼0.0008%及以上；铬0.3及以上；钴0.3及以上；铜0.4及以上；铅04%及以上；锰1.65%及以上；钼0.08%及以上；镍0.3%及以上；铌0.06%及以上；硅0.6%及以上；钛0.05%及以上；钨0.3%及以上；钒0.1%及以上；锆0.05%及以上。

　　其他元素（硫、磷、碳、氮除外）单项含量在0.1%及以上。

　　七、供再熔的碎料钢铁锭

　　粗铸成型无缩孔或冒口的锭块产品，表面有明显瑕疵，化学成分不同于生铁、镜铁及铁合金。

　　八、颗粒

　　按重量计，不到90%可通过网眼孔径为1毫米的筛子通过，90%以上可通过网眼孔径为5毫米的筛子通过的产品。

　　九、半制成品

　　连续铸造的实心产品，不论是否初步热轧；其他实心产

　　品，除经初步热轧或锻造粗制成型以外未经进一步加工，包括角材、型材及异型材的胚件。

　　十、平板轧材

　　截面为矩形（正方形除外）并且不符合半制成品定义的下列形状实心轧制产品。

　　1.层叠的卷材。

　　2.平直形状，其厚度如果在4.75毫米以下，则宽度至少是厚度的十倍；厚度如果在4.75毫米及以上，其宽度应超过150毫米，并且至少应为厚度的两倍。平板轧材包括直接轧制而成并有凸起式样的产品以及穿孔、抛光或制成瓦楞形的产品。

　　钢铁轧制工艺

　　钢的轧制主要以热轧为主，冷轧通常只用于生产小号型钢和薄板等尺寸精密的钢材。热轧和冷轧都是钢板或型材成型的工序，它们对钢材的组织和性能有很大的影响。

　　一、热轧

　　热轧的终止温度一般为800～900℃，之后一般在空气中冷却，因而热轧状态相当于正火处理。大部分钢材都用热轧方法轧制。热轧状态交货的钢材，由于高温的缘故，表面生成一层氧化铁皮，因而具有一定的耐蚀性，可露天存放。

　　但这层氧化铁皮也使热轧钢材表面粗糙，尺寸波动较大，所以要求表面光洁、尺寸精确、力学性能好的钢材，要用热轧半成品或成品为原料再冷轧生产。

　　优点：成型速度快、产量高，且不损伤涂层，可以做成多种多样的截面形式，以适应使用条件的需要;冷轧可以使钢材产生很大的塑性变形，从而提高了钢材的屈服点。

　　缺点:1.虽然成型过程中没有经过热态塑性压缩，但截面内仍然存在残余应力，对钢材整体和局部屈曲的特性必然产生影响;2.冷轧型钢样式一般为开口截面，使得截面的自由扭转刚度较低。在受弯时容易出现扭转，受压时容易出现弯扭屈曲，抗扭性能较差;3.冷轧成型钢壁厚较小，在板件衔接的转角处又没有加厚，承受局部性的集中荷载的能力弱。

　　二、冷轧

　　冷轧，是指在常温下，用轧辊的压力挤压钢材，改变钢材形状的轧制方法。尽管加工过程也会使钢板升温，但仍然称为冷轧。具体一点说，冷轧用热轧钢卷为原料，经酸洗去除氧化皮后进行压力加工，其成品为轧硬卷。

　　一般冷轧钢如镀锌、彩钢板都须退火，所以塑性和延伸率也较好，广泛应用于汽车、家电、五金等行业。冷轧板表面有一定的光洁度，手摸起来比较光滑，主要是酸洗之功。热轧板一般表面光洁度达不到要求，所以热轧钢带需冷轧，还有热轧钢带厚度最薄一般在1.0mm，冷轧可达到0.1mm。热轧是结晶温度点以上的轧制,冷轧是结晶温度点以下的轧制。

　　冷轧对钢材形状的改变属于连续冷变形，此过程引起的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升、韧塑指标下降。

　　对终端使用来说，冷轧使冲压性能恶化，产品适用于简单变形的零件。

　　优点:可以破坏钢锭的铸造组织，细化钢材的晶粒，并消除显微组织的缺陷，从而使钢材组织密实，力学性能得到改善。这种改善主要体现在沿轧制方向上，从而使钢材在一定程度上不再是各向同性体;浇注时形成的气泡、裂纹和疏松，也可在高温和压力作用下被焊合。

　　缺点:1.经过热轧之后，钢材内部的非金属夹杂物(主要是硫化物和氧化物，还有硅酸盐)被压成薄片，出现分层现象。分层使钢材沿厚度方向受拉的性能大大恶化，并且有可能在焊缝收缩时出现层间撕裂。焊缝收缩诱发的局部应变时常达到屈服点应变的数倍，比荷载引起的应变大得多;

　　2.不均匀冷却造成的残余应力。残余应力是在没有外力作用下内部自相平衡的应力，各种截面的热轧型钢都有这类残余应力，一般型钢截面尺寸越大，残余应力也越大。残余应力虽然是自相平衡的，但对钢构件在外力作用下的性能还是有一定影响。如对变形、稳定性、抗疲劳等方面都可能产生不利的作用。

　　刷题巩固

　　1、下列关于钢的表述错误的是：

　　A. 碳是其最重要的硬化元素，所有钢材中都含有碳元素

　　B. 钢按照成分的不同可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢

　　C. 钢是含碳量在一定区间的铁碳合金

　　D. 生铁经过高温煅烧可成为钢

　　正确答案是 D

　　本题考查科技常识中的化学常识，主要分析钢材的成分，与碳元素的关系及钢材的生成等。

　　ABC项正确，钢是含碳量在0.03—2%的铁合金。钢一般分为碳素钢与合金钢。碳素钢是普通钢，主要含铁，还有碳以及很少量的硅、锰、硫、磷等杂质。合金钢又叫特种钢。除铁、碳以外，还含有一种或多种一定量的合金元素的钢。合金元素有硅、锰、钼、镍、铬、钒、钛、铌、硼，钨和稀土元素等。故无论何种刚才都有碳；根据含碳量不同，碳素钢可分为高碳钢(含碳0.6—2%)、中碳钢(含碳0.3—0.6%)、低碳钢(含碳0.03—0.3%)高碳钢硬度大，可用于制造模具、刀具等;低碳钢和中碳钢硬度适中，韧性较好，用于制造机器和用具。

　　D项错误，生铁炼钢需三步：一是高温煅烧，为降低含碳量、去除有害杂质；二是脱氧， 加入脱氧剂(硅铁、锰铁或铝)，使钢水中少量的FeO还原成Fe；三是去除硫和磷。加入CaO使之与其中的Fe3(Po4)2和FeS反应生成Ca3(Po4)2和CaS以炉渣排出。仅仅是高温煅烧得不到钢。

　　本题为选非题，故正确答案为D。