鋼鐵的基本知識(shí)

鋼鐵的基本知識(shí)純鐵是很軟的金屬，既不能制刀槍，也不能鑄鐵鍋、犁鋤。但當(dāng)純鐵中含有一定量的碳后，就變成我們在各方面使用的鋼鐵了。純鐵中含碳在0.02%以上就變成硬度較低的能拔鐵絲、軋制薄白鐵板等用的低碳鋼。鐵中含碳量0.25%至0.6%的范圍內(nèi)的鋼叫中碳鋼，其硬度中等，可軋成建筑鋼材，鋼板、鐵釘?shù)戎破贰ｈF中含碳量0.6%至2.0%時(shí)就成為硬度很高的、可制刀槍、模具等的高碳鋼了。低、中、高碳鋼合在一起就叫“碳素鋼”。如果鐵中碳含量超過2.0%就變成又硬又脆的可鑄鐵鍋、暖氣片、犁等的生鐵了。一般生鐵含碳量為3.5%—5.5%。所以純鐵、鋼和生鐵的區(qū)別主要就在于鐵中的含碳量的不同。

在鐵與鋼的生產(chǎn)中，首先是把鐵礦石在煉鐵高爐中用碳還原成鐵的同時(shí)鐵中也吸收了4.5%—5.5%的碳，然后再把生鐵裝入煉鋼爐中把碳和其他雜質(zhì)用氧氣氧化去除降低到所需要的含量，即煉成各種含碳量的碳素鋼。據(jù)《世界金屬導(dǎo)報(bào)》報(bào)告的“國際鋼協(xié)”統(tǒng)計(jì)2002年上半年（1至6月）累計(jì)我國鋼產(chǎn)量為8480萬噸，居世界首位；同期世界的十大產(chǎn)鋼國排列順序?yàn)椋旱?名日本5230萬噸，第3美國4440萬噸，第4俄羅斯2840萬噸（獨(dú)聯(lián)體為4840萬噸），第5德國2240萬噸（歐盟15國總計(jì)8040萬噸），第6韓國2230萬噸，第7烏克蘭1650萬噸，第8巴西1410萬噸，第9印度1400萬噸，第10意大利1340萬噸；英國607萬噸，居第17位。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，碳素鋼在強(qiáng)度、硬度、韌性、彈性、抗腐蝕性等各方面都不能滿足現(xiàn)代化工農(nóng)業(yè)和國防上的需要了。冶金工作者們研究發(fā)現(xiàn)在鋼中加入一些其他元素可改善碳素鋼的性能，使碳鋼獲得更優(yōu)異的和特殊的性能，擴(kuò)充其用途和使用范圍，從而研制出各種合金鋼。在普通碳素鋼的基礎(chǔ)上，只要加入小于5%的總含量的硅、錳、鐵、鈦、鈮、硼、稀土等合金元素就可煉出強(qiáng)度高于同等含碳量的普通碳素鋼30—40%的低合金高強(qiáng)度鋼，一噸鋼可頂1.3—1.4%噸普通碳素鋼用。若在含碳1%的碳素鋼中加入6—15%鉻，能煉出各種高級滾珠鋼和滾動(dòng)軸承鋼。鋼中加入13—19%鉻就成為有磁性不銹鋼，如在這種鋼中再加入9%鎳就變成無磁性不銹鋼了；所以不能用有無磁來鑒別是否是不銹鋼，因生活上用的大部分不銹鋼是有磁的，可被磁鐵吸起來。含碳低于0.06%的鋼中加入8—27%鉻和4.5—6.5%鋁的鋼稱為電熱合金，拔成絲纏成電爐，最高的可加熱到1200℃。中碳鋼中加1%萬噸，占全世界產(chǎn)量的四分之一，全世界鐵合金產(chǎn)量最多的前5名為：第2名獨(dú)聯(lián)體（主要是俄羅斯）280萬噸，第3名南非250萬噸，第4位日本120萬噸，第5位印度75萬噸。我國鐵合金產(chǎn)量除能滿足我國鋼鐵和新金屬材料工業(yè)的需要外，并每年有總產(chǎn)量的10—12%出口。當(dāng)然也創(chuàng)匯不少，但由于其能耗太高，尤其耗電量很大，因此不宜再大量建廠和大量增加產(chǎn)量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前鐵合金耗電量已占全國總發(fā)電量的1%，占鋼鐵工業(yè)總耗電量的4%，其節(jié)能潛力極大。今天我國的科研工作者已在目前產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，開展節(jié)能降耗的科學(xué)研究，進(jìn)一步開發(fā)節(jié)能