什么是钢？- 特性、用途 |钢材种类
什么是钢？
钢是一种由铁组成的合金，通常含有十分之几的碳，与其他形式的铁相比，它可以提高其强度和抗断裂性。许多其他元素可能存在或添加。耐腐蚀和抗氧化的不锈钢通常需要额外添加 11% 的铬。
由于其高抗拉强度和低成本，钢被用于建筑、基础设施、工具、船舶、火车、汽车、机器、电器和武器。铁是钢的基础金属。
根据温度，它可以采用两种结晶形式（同素异形体）：体心立方和面心立方。铁的同素异形体与合金元素初生碳的相互作用赋予了钢和铸铁一系列独特的性能。
在纯铁中，晶体结构对相互滑过的铁原子的抵抗力相对较小，因此纯铁具有相当的延展性，或柔软且易于形成。在钢中，铁中的少量碳、其他元素和夹杂物可作为硬化剂，阻止位错的移动。
钢铁是什么时候发明的？
已知最早的钢铁生产出现在安纳托利亚考古遗址 (Kaman-Kalehöyük) 出土的铁器中，距今已有近 4,000 年历史，可追溯到公元前 1800 年。霍勒斯确定了钢铁武器，例如伊比利亚半岛的法尔卡塔，而诺里克钢则被罗马军队使用。
钢是金属吗？
由于钢是一种合金，因此它不是一种纯元素，因此直接导致它实际上不是一种金属。相反，它实际上是金属的变体。虽然钢是由铁组成的——它是金属——但其化学成分中的非金属碳意味着它不是纯金属，因此不能归为一类。
所以你有它。 钢不是金属 .
钢的成分
钢是铁和碳的合金，其中碳含量高达 2%（碳含量较高的材料被定义为铸铁）。迄今为止，它是建造世界基础设施和工业的最广泛使用的材料，它被用来制造从缝纫针到油轮的所有东西。此外，建造和制造此类物品所需的工具也是由钢制成的。
钢是一种铁和碳的合金，含有少于 2% 的碳和 1% 的锰以及少量的硅、磷、硫和氧。钢铁是世界上最重要的工程和建筑材料。
它被用于我们生活的方方面面；用于汽车和建筑产品、冰箱和洗衣机、货船和手术刀。
钢的特性
钢具有许多特性，包括硬度、韧性、抗拉强度、屈服强度、伸长率、疲劳强度、腐蚀、塑性、延展性和蠕变。
耐磨钢最重要的性能有：
- 硬度 是材料承受摩擦和磨损的能力。值得注意的是，虽然它可能与口语中的强度和韧性相同，但与金属特性中的强度和韧性有很大不同。
- 韧性 很难定义，但通常是在不破裂或破裂的情况下吸收能量的能力。它也被定义为材料在受压时的抗断裂性。它通常以英尺磅为单位。每平方英寸或焦耳每平方厘米。将这一点与硬度区分开来很重要，因为这种材料会严重变形而不会断裂，可以被认为非常坚韧，但并不坚硬。
- 成功 强度是材料开始变形（即弯曲或翘曲）所需的力的量度。
- 拉伸 强度是对破坏材料所需的力的度量。
- 伸长率 （或延展性）是材料在断裂之前可以拉伸或压缩的“程度”。它以被测长度的百分比表示，介于抗拉强度和屈服强度之间（即材料在断裂前弯曲的百分比）。
钢的基本物理性能
钢的密度为 7,850 kg/m3，是水的 7.85 倍。它的熔点为 1,510 摄氏度，高于大多数金属的熔点。相比之下，青铜的熔点为 1,040 C，铜为 1,083 C，铸铁为 1,300 C，镍为 1,453 C。然而，钨在灼热的 3,410 C 下熔化，这并不奇怪因为这种元素用于灯泡灯丝。
钢在 20 C 时的线性膨胀系数（以 µm/米/摄氏度为单位）为 11.1，这使其比铜 (16.7)、锡 (21.4) 和铅 ( 29.1)。
钢是由什么制成的？
钢由铁和碳的合金制成，其中碳含量最高可达 2%（碳含量较高的材料被定义为铸铁）。
铁是钢的主要元素成分，是地壳中含量最丰富的元素之一。所有钢合金主要是铁和 0.002–2.1% 重量的碳。在这个范围内，碳与铁的键会形成一个强大的分子结构。由此产生的晶格微观结构有助于实现我们在钢中所依赖的某些材料特性，例如抗拉强度和硬度。
尽管所有钢都是由铁和碳制成的，但不同类型的钢中每种元素的百分比不同。钢还可以包括其他元素，如镍、钼、锰、钛、硼、钴或钒。在钢合金的“配方”中添加不同的元素会影响其材料特性。钢的制造和处理方法进一步增强了这些能力。
一组值得注意的合金钢含有铬。所有这些合金通常被称为不锈钢。
什么是钢的熔点？
钢的熔点范围为 2500-2800°F 或 1371-1540°C。为什么是范围？为什么不只是温度计上的一个点？与铁等纯金属不同，钢是合金。
这取决于您所谈论的钢合金。如今，合金一词几乎总是被错误地使用，尤其是在骑自行车的人中。他们用这个词来表示铝。合金一词的真正含义是金属的混合物，任何种类的金属。今天使用的几乎所有金属都是混合物，因此是合金。
大多数钢都添加了其他金属来调整其特性，例如强度、耐腐蚀性或易于制造。钢只是经过处理以控制碳含量的元素铁。铁从地里出来，在 1510 摄氏度（2750 华氏度）左右熔化。钢通常在 1370 摄氏度（2500°F）左右熔化。
碳钢的熔点是多少？
钢的熔点范围为 2500-2800°F 或 1371-1540°C。为什么是范围？为什么不只是温度计上的一个点？
与铁等纯金属不同，钢是合金。纯金属有一个精确的温度，即它们的熔点。然而，合金包括具有不同熔点的多种元素。因此，合金在固定温度下不会熔化或冻结。
钢是铁和碳的合金。不锈钢的合金中还包括铬，通常还有镍和其他元素。每种新元素的添加都会降低整体熔点。这称为熔点降低。
不锈钢的熔点是多少？
不锈钢的熔点介于 2550 和 2790°F 或 1400 和 1530°C 之间。
特定类型不锈钢的熔点取决于其确切的化学成分。每个元素都将自己的熔点带入方程式。构成不锈钢的主要元素是铁、铬和镍。
纯铁的固定熔点为 1535°C，铬为 1890°C，镍为 1453°C。将这些数字与不锈钢的 1400-1530°C 范围进行比较。
每个等级的不锈钢的元素组合略有不同。因此，不同等级的准确熔点也不同。
不同等级的熔点有何不同？
不锈钢有五个系列和 150 多个等级。然而，这些等级中只有 15 个是常用的。
两种最受欢迎的不锈钢等级是 304 和 316。这两种等级都是奥氏体不锈钢系列的一部分，其中包括约三分之二的不锈钢产量。奥氏体不锈钢具有面心立方晶体结构，在从低温到熔点的所有温度下都保持不变。
不锈钢的熔点从 316 钢的 1375°C 到 430 钢的 1510°C 不等。最常见的 304 钢的熔点为 1400-1450°C。
不同的钢种
四种主要钢材：
- 碳钢
- 合金钢
- 不锈钢
- 工具钢
1。 碳钢
碳钢看起来很暗淡，像哑光一样，并且众所周知容易受到腐蚀。总体而言，该钢有三种亚型：低碳钢、中碳钢和高碳钢，低碳钢含量约为 0.30%，中碳钢含量约为 0.60%，高碳钢含量约为 1.5%。
这个名字本身实际上来自于它们含有极少量其他合金元素的现实。它们非常坚固，这就是为什么它们经常被用来制造刀具、高压线、汽车零件和其他类似物品。
- 含碳量高达 2% 的钢
- 不含任何标准量元素（可将其归类为“合金钢”）（例如钴、镍、钨、钼、钛、锆、钒、铬等）的钢
您可能还会注意到“碳钢”一词适用于铜含量低于 0.4% 的钢或具有一定镁/铜含量的钢，尽管这些定义在各行业中存在争议。为此，我们讨论的是前两个定义。
碳钢的种类
碳钢分为低、中、高三种方式
- 低碳钢。 低碳钢（或“低碳钢”或“普通碳钢”）是指含碳量高达 0.30% 的碳钢。到目前为止，这是金属市场上最常见的钢材类型。这有几个原因。首先，低碳钢相对便宜。此外，由于碳含量低于中高钢，因此低碳钢易于成型，非常适合抗拉强度不是直接问题的应用，例如结构梁。
- 中碳钢。 中碳钢是指碳含量在 0.31% 到 0.60% 之间，镁含量在 0.31% 到 1.60% 之间的碳钢。中碳钢的最大好处之一是它的强度。然而，这伴随着一些权衡。中碳钢的延展性和韧性较低，因此更难成型和焊接。
- 高碳钢。 高碳钢是指碳含量在 0.61% 到 1.50% 之间，镁在 0.31 到 0.90 之间的碳钢。在硬度和韧性方面，高碳钢是首选的碳钢。然而，这是一个权衡。高碳钢的焊接、切割或成型非常困难。
2。 合金钢
下一种钢是合金钢，它们是通过将碳钢与各种合金元素结合而成的，为每种钢提供独特的性能。合金钢种类繁多，但最常见的包括铬、钴、钼、镍、钨、钒。
由于合金钢种类繁多，您可以使用合金元素制造具有几乎所有可能特性的钢。话虽如此，其中一些钢相对昂贵。
这些往往更耐腐蚀，并受到一些汽车零件、管道、船体和机械项目的青睐。对于这个，强度取决于它所含元素的浓度。
3。 工具钢
工具钢以坚硬、耐热和耐刮而闻名。这个名字来源于它们非常常用于制造金属工具，如锤子。
这些是用于钻孔等加工活动的钢材。模具钢通常由钼、钒、钨和钴组成，耐热、耐用且强度高。
工具钢有6个等级：
- 空气硬化
- 水硬化
- D型
- 热加工
- 抗冲击型
- 油硬化
4。 不锈钢
最后但同样重要的是，不锈钢可能是市场上最知名的类型。这种类型有光泽，通常含有大约 10% 到 20% 的铬，这是它们的主要合金元素。
这种组合使钢具有耐腐蚀性，并且很容易成型为不同的形状。由于易于操作、灵活性和质量，不锈钢可用于手术设备、家庭应用、银器，甚至可用作商业/工业建筑的外部覆层。
更多： 什么是不锈钢？
钢材的用途
钢铁广泛用于公路、铁路、其他基础设施、电器和建筑物的建设。大多数大型现代建筑，如体育场和摩天大楼、桥梁和机场，都是由钢骨架支撑的。即使是混凝土结构的也使用钢筋来加固。
一些钢材的用途 如下：
- 钢铁环保且可持续。它具有出色的耐用性。
- 与其他材料相比，钢铁生产轻质钢结构所需的能源较少。
- 钢铁是世界上回收率最高的材料，可以很容易地回收。其独特的磁性使其成为一种易于从流中回收以进行回收的材料。
- 钢可以设计成各种形式。它比用于制造武器的铁具有更好的形状和边缘。
- 工程钢材用于一般工程和制造业。
- 钢铁在汽车工业中的应用非常广泛。不同类型的钢材用于车身、车门、发动机、悬架和内饰。平均 50% 的汽车由钢制成。
- 钢铁可减少二氧化碳排放。
- 所有类型的能源部门都需要钢铁用于基础设施和资源开采。
- 不锈钢用于生产海上平台和管道。
- 钢用于包装和保护商品免受水、空气和光照的影响。
- 冰箱、电视、烤箱、水槽等大多数家用电器都是用钢制成的。
- 钢铁用于生产农用车辆和机器等工业产品。
- 不锈钢被用作餐具材料。
- 由于其易于焊接的能力和美观的表面处理，钢材已成为现代建筑中的一个突出特征。
- 不锈钢营造出卫生的环境。这就是为什么它被用于外科植入物。
- 钢的温度范围更广，可用于制造大型板材。
- 太阳能、水力和风能等可再生能源使用不锈钢组件。
- 低碳钢用于建筑施工。它也是一种备受青睐的建筑框架材料。
常见问题解答。
什么是钢？
与铁相比，钢是一种铁合金，通常含有百分之几的碳，以提高其强度和抗断裂性。许多其他元素可能存在或添加。耐腐蚀和抗氧化的不锈钢通常需要额外添加 11% 的铬。
钢是由什么制成的？
钢，一种含碳量高达2%的铁和碳的合金（含碳量较高的材料被定义为铸铁）。
钢的熔点是多少？
钢的熔点范围为 2500-2800°F 或 1371-1540°C。为什么是范围？为什么不只是温度计上的一个点？与铁等纯金属不同，钢是合金。
什么是钢成分？
钢是一种铁和碳的合金，含有少于 2% 的碳和 1% 的锰以及少量的硅、磷、硫和氧。钢材是世界上最重要的工程和建筑材料。
钢的特性是什么？
钢具有许多特性，包括硬度、韧性、抗拉强度、屈服强度、伸长率、疲劳强度、腐蚀、塑性、延展性和蠕变。
钢的种类有哪些？
四种主要钢材：
- 碳钢。 碳钢看起来暗淡无光，像哑光一样，而且容易腐蚀。
- 合金钢。 接下来是合金钢，它是几种不同金属的混合物，例如镍、铜和铝。
- 工具钢。
- 不锈钢。
钢是用来做什么的？
钢铁是世界上最重要的工程和建筑材料。它被用于我们生活的方方面面；汽车和建筑产品、冰箱和洗衣机、货船和手术刀。可以反复循环利用，不会造成财产损失。
钢是金属吗？
由于钢是一种合金，因此它不是一种纯元素，因此直接导致它实际上不是一种金属。相反，它实际上是金属的变体。虽然钢是由铁组成的——它是金属——但其化学成分中的非金属碳意味着它不是纯金属，因此不能归为一类。
为什么叫钢？
名词 steel 起源于原始日耳曼语形容词 stakhlijan，当翻译成英语对应词时，意思是“由钢制成”，这也与 stakhla 一词有关，意思是“站得稳”。 stakhla 的词根是 stak，意思是“站立、放置或坚定”。
谁发明了钢铁？
作为第二次工业革命最重要的发明者之一的亨利·贝塞麦，贝塞麦还在钢铁和玻璃领域做出了 100 多项其他发明。
钢是矿物吗？
钢不是矿物，因为它是人类生产的合金。 “无机”是指该物质不是由有机体制造的。
为什么钢铁如此重要？
钢铁行业对美国经济至关重要。钢铁是制造、建筑、运输和各种消费品的许多要素的首选材料。传统上，钢材因其强度而受到重视，它也已成为回收率最高的材料。
钢铁在我们日常生活中的重要性是什么？
钢铁对我们的生活、我们驾驶的汽车、我们工作的建筑物、我们居住的房屋以及介于两者之间的无数其他方面产生了重大影响。我们的电力——输电线塔、天然气管道、机床、军用武器——都用到了钢铁——不胜枚举。
钢是好材料吗？
钢材不易燃，抗屈曲或翘曲，因此是地震多发地区的首选。因为它是制造出来的，与木材不同，它具有统一的质量和强度。此外，我们还在不断取得进步，使钢材在标准强度方面领先于其他建筑材料。
钢好还是铁好？
铁属性。钢比铁强（屈服强度和极限抗拉强度），也比许多类型的铁更坚韧（通常以断裂韧性来衡量）。最常见的钢种的添加量小于。 5% 碳（重量）。
钢铁和钢铁有什么区别？
钢铁的主要区别在于前者是金属，而后者是合金。铁只是一种在地球上自然存在的金属元素。相比之下，钢是由铁和碳混合而成的人造合金。
钢有多强？
一块碳钢的平均拉伸强度和屈服强度可能会因钢的碳含量和其他制造因素而有很大差异。 AISI 1020 钢，低碳低碳钢，屈服强度为 47,900 psi，抗拉强度为 65,300 psi。
哪个国家发明了钢铁？
印度将生产第一批真正的钢铁。大约在公元前 400 年，印度金属工人发明了一种冶炼方法，恰好将完美数量的碳与铁结合。关键是一个盛放熔融金属的粘土容器：坩埚。
钢铁在哪里找到？
最基本的，钢是通过在非常高的温度（高于 2600°F）下混合碳和铁制成的。初级炼钢从一种叫做“生铁”的产品中生产钢。生铁是从矿石中冶炼出来的铁，它所含的碳比钢中正确的要多。
钢被认为是岩石吗？
所有的矿石都是矿物，但所有的矿物都不是矿石。铁的矿石是赤铁矿，磁铁矿。通过从矿石中去除杂质，我们得到钢。由于钢是铁和碳以及其他几种元素的合金，因此钢合金通常不存在于天然岩石中。
钢铁是如何自然炼成的？
钢是由生铁通过在碱性氧气转化器中去除一些碳并添加几种合金元素（如锰、铬、铜、镍、钛、钼、钨和钒）来生产的。钢铁也是通过在电弧炉中回收废铁制成的。
钢有什么独特之处？
钢的强度大约是最纯净形式的铁的 1,000 倍，并且可以在不损失强度的情况下回收利用。钢铁是输送太阳能、水力和风能等可再生能源的主要材料。
炼钢如何造福社会？
低排放。自然，能源效率意味着钢铁通过减少整体二氧化碳排放量为低碳未来做出积极贡献。它将成为建设一个强大、可持续发展的社会的核心。此外，“走向绿色”还有商业激励：为您的公司提供良好的公关，以及减税。
为什么钢材最好？
更高的耐温性：与大多数商业塑料相比，钢可以承受更广泛的温度范围。此外，与大多数塑料相比，钢可以更好地承受快速或周期性的温度波动。更耐腐蚀：不锈钢在大气和纯水环境中耐腐蚀。
金属