钢材在工业现代化生产的重要应用
工业用钢按化学成分分为碳素钢和合金钢两大类。碳素钢（简称碳钢）是C的质量分数在0.2%2.06%之间并含有少量Si、Mn、P、S等杂质的铁碳合金。碳钢的性能可能满足一般零件和工具的使用要求，且价格低，产量大，工艺性能较好，已成为机械工程上应用最广泛的金属材料。合金钢是为了改善和提高碳钢的性能或使之获得某些特殊性能，在碳钢的基础上，特意加入某些合金元素而得到的钢种。由于合金钢具有比碳钢更优良的性能，因而合金的用量比率在逐年增大。 一、 钢材生产
钢铁材料的生产攻过程，一般是由钢铁厂先用铁矿石等原料经高炉冶炼成生铁，再用生铁（或加入废铁）在炼钢炉内冶炼成钢液，将钢液浇注成钢锭，最后经轧制等压力加工方法制成各种钢材。
1.炼铁
在高炉中，以铁矿石、焦炭和石灰石为原料，将铁矿石还原为铁并增碳而获得生铁（pig ir
on）工艺方法，称为炼铁（iron-smelting）。炼铁时将预热过的高温空气吹入炉中使焦炭燃烧，产生高热并生成CO，然后炽热的CO使铁矿石中的氧化铁还原为铁（部分Si、Mn、P等元素也被还原），铁又吸收C和少量的Si、Mn、P、S等杂质而成为生铁。2.炼钢 在炼钢炉中，通过氧化、造渣等过程，使生铁中的C和其它杂质含量降低至规定范围内的工艺方法，成为炼钢（steelmaking）。炼钢时，先将生铁（或加上废铁）熔化成液体，然后吹入空气、氧气或加入铁矿石，使生铁液中多余的C和Si、Mn、P、S等元素氧化成氧化物，以气体（CO）或炉渣形式而去除，使之冶炼成钢。同时，加入生石灰(CaO)生成碱性炉渣，以吸收钢液中的P2O3、FeS等。炼钢后期必须进行脱氧，即在钢液中加入脱氧剂（硅铁、锰铁、铝等）以除去钢液中的O。 根据钢液的脱氧程度不同，成品钢有镇静钢、沸腾钢和半镇静钢之分。 钢液用锰铁、硅铁和铝充分脱氧，浇入定模后能平静凝固，这类钢称为镇静钢（degasified steel）。镇静钢的化学成分和性能较均匀，组织较致密，质量较好。但钢锭上部有集中缩孔，轧钢前必须切除，故其成材率低，成本较高。机械制造所用的钢为镇静钢。 当钢液知用锰铁脱氧时，因其脱氧不完全，浇入锭模后，钢液中的FeO将继续与C反应生成CO气体而使钢液产生沸腾现象，这类钢称为沸腾钢（rimming steel）。沸腾钢的钢锭没有集中缩孔，切除余量少，成材率高，成本较低，但质量不如镇静钢。 脱氧程度介于以上两类钢之间的钢，称为半镇静钢（capped steel）。 将炼好的钢液浇铸成钢锭，以供轧制钢材或煅制大型锻件之用。3. 钢的加工成材 钢锭经过轧制（rolling）、冷拉（drawing）等压力加工制成不同品种和规格的钢材，叫做钢的成材。 将钢锭或钢坯送入轧钢机的一对旋转轧辊中碾压，经过若干对轧辊之间的间隙或孔型，逐步变为所需截面形状和尺寸的钢材，这种方法称为轧制。轧制分为热轧和冷轧两种。热轧是将钢加热至高温后进行的轧制；冷轧是将钢材去掉氧化皮后在室温下进行的轧制。热轧钢材表面粗糙（有氧化皮），尺寸波动大；冷轧钢材表面光洁，尺寸较准确。 冷拉（又称冷拔）是在常温下将钢的坯料通过一定状态的冷模模孔拉出，使其截面减小、长度增加的方法，冷拉主要用于生产小直径的线材和各种小截面的型材。冷拉钢材表面光洁，尺寸较精确。 二、 钢的分类
钢的品种很多，可将钢按其冶炼方法、质量类别、化学成分、用途的不同加以分类：
三、 碳素钢及其应用
1.普通碳素结构钢
按GB700-88的规定，碳素结构钢（carbon structural steels）的牌号以钢材的屈服强度表示，由代表屈服点的“屈”字的汉语拼音首位字母“Q”，屈服点值（数字），质量等级符号A、B、C、D，脱氧方法等的符号（用脱氧方法等名称的汉语拼音首位字母表示，如沸腾钢（F）、半镇静钢（b）、镇静钢（Z）、特殊镇静钢（TZ））组成。其中“Z”与“TZ”符号可予省略。例如，Q235-A·F代表碳素结构钢，屈服点值为235MPa、并为A及沸腾钢。这类钢虽然含有有害杂质及非金属夹杂物较多，但其冶炼方法简单、工艺性好、价格低廉，而且在性能上也能满足一般工程结构件及普通零件的要求，因此，用量很大，约占钢材总量的80%。
Q195、Q215、Q235塑性好，有一定的强度用于制造受力不大的零件，如螺钉、螺母、垫圈等，焊接件、冲压件及桥梁建设等金属结构件。
Q255、Q275强度较高，用于制造承受中等载荷的零件，如小轴、销子、连杆、农机零件等。
Q295用于油槽、油罐、车辆、桥梁等。
插座保护盖 Q345、Q390用于油罐、锅炉、桥梁、车辆、压力容器、输油管道、建筑结构等。
Q420、Q460用于船舶、压力容器、电站设备、车辆、起重机械等。
2.优质碳素结构钢
优质碳素结构钢（fine carbon structure steels）含有害杂质P、S的量及非金属夹杂物较少，及均匀性及表面质量都比较好，且必须同时保证钢的化学成分和力学性能。这类钢的产量较大，价格便宜，力学性能较好，广泛由于制作各种机械零件和结构件。这些零件通常都要经过热处理后使用
优质碳素合金钢的牌号是用两位数字表示钢中C的质量分数，以万分之几表示。例如，“40钢”表示平均C的质量分数为0.40%的优质碳素结构钢。不足两位数时，前面补0。从数字“5”为变化幅度上升一个钢号。若数字后带“F”（如08F），这表示为沸腾钢。优质碳素结构钢按含锰不同，分为普通含锰量(0.35%0.8%)和较高含锰量（0.7%1.2%）两组。较高的一组，在钢号后加“Mn”，如15Mn、20Mn等。塑料角码
常用的优质碳素结构钢的性质、应用范围及热处理：
08钢、10钢的含碳量很低，其强度低而塑性好，具有较好的焊接性能和压延性能，通常轧成薄板或钢带。主要用于制造受力不大但要求高韧度的冷冲压零件、焊接件、紧固件，
如各种仪表板、容器、螺母及垫圈等零件。盲点监测系统 15钢、20钢、25钢也具有较好的焊接性和压延性能，常用于制造受力不大、韧度较高的结构件和零件，如焊接容器、制造螺母、螺钉等，以及制造强度要求不太高的渗碳零件，如凸轮、齿轮等。渗碳零件的热处理一般是在渗碳后再进行一次淬火（840）及低温回火。 35钢、40钢、45钢、50钢、55钢属于调质钢，可用来制造性能要求高、负荷较大的零件，如连杆、曲轴、主轴、活塞销、表面淬火齿轮、凸轮等。调质钢一般要进行调质处理，以得到强度与韧度良好配合的综合力学性能。对综合要求不高或截面尺寸很大、淬火效果差的工件，可采用正火代替调质。 60钢、65钢、70钢、75钢、80钢、85钢属于弹簧岗，经适当热处理后，可用来制造要求弹性好、强度较高的零件，如轧辊、弹簧、弹簧垫圈等，也可以用于制造耐磨零件，如钢丝绳、偏心轮等。冷成形弹簧一般只进行低温去应力处理。热成形弹簧一般要进行淬火（及中温回火（350处理。耐磨件则进行淬火（及低温回火（200吸咪头250）处理。3.碳素工具钢 在机械制造业中，用于制造各种刃具、模具及量具的钢称为工具钢（tooling steels）。由于工具要求高硬度和高耐磨性且多数刃具还要求热硬性，所以工具钢的含碳量均较高。工具钢通常采用淬火+低温回火的热处理工艺，以保证高硬度和耐磨性。
碳素工具钢（carbon tool steel）的C的质量分数为0.65%flag标签抗体1.35%。根据其S、P的含量不同，碳素工具钢又可分为优质碳素工具钢和高级碳素工具钢类。碳素工具钢容易锻造、加工性能良好，而且价格便宜，生产量约占全部工具钢的60%左右。
碳素工具钢的钢号以“碳”字汉语拼音字头“T”表示，其后面加上顺序数字，数字表示钢的C的平均质量分数，以千分之几表示，如未高级优质碳素工具钢，则在数字后加“A”字。如T8钢表示C的质量分数平均为0.8%的优质碳素工具钢。T12A钢表示C的质量分数平均为1.2%的高级优质碳素工具钢。含锰量较高者，在钢号后标以“Mn”，如T8Mn。
碳素工具钢经热处理后，硬度可达6065HRC，其耐磨性和加工性都较好，价格便宜，在生产上得到广泛应用。碳素工具钢在使用性能上的缺点是热硬性差，当刃部温度大于200时，硬度、耐磨性会降低。碳素工具钢大多用于制造刃部受热程度较低的手用工具和低速、小走刀量的机用工具，也可用于制造尺寸较小的模具和量具。
鱼缸恒温器 T7、T7A用于承受冲击、硬度适当的工具，如扁铲、手钳、大锤、起子、木工工具。
T8、T8A用于承受冲击、要求较高硬度的工具，如冲头、压缩空气、木工工具。
T8Mn、T8MnA与T8、T8A相似，但淬透性较大，可制造截面较大的工具。
T9、T9A用于承受一定冲击、硬度较高的工具，如冲头、木工工具、凿岩工具。
T10、T10A用于不受剧烈冲击的高硬度耐磨工具，如车刀、刨刀、冲头、丝锥、钻头、手锯条。
T11、T11A用于丝锥、刮刀、尺寸不大、截面无急剧变化的冲模、木工工具。
T12、T12A用于丝锥、刮刀、板牙、钻头、绞刀、锯条、冷切边模、冲孔模、量规。
T13、T13A用于锉刀、刻刀、剃刀、拉丝模、加工坚硬岩石的刀具。
4.铸钢
一些形状复杂、综合力学性能要求较高的大型零件，由于在工艺上难于用锻造方法成形，在性能上又不能用力学性能低的铸铁制造，应而需要采用铸钢（cast steels）件。目前铸钢在重型机械制造、运输机械、国防工业等部门应用较多，如轧钢机机架、水压机横梁与气缸、机车车架、铁道车辆转向加中的摇枕、汽车与拖拉机齿轮拨叉、起重行车车轮、大型齿轮等。
工业上用的碳素铸钢的C的质量分数为0.2%0.6%，含碳量过高，则塑性不好，凝固
时易产生裂纹。要提高高碳素铸钢的力学性能，则可通过加入合金元素来形成合金铸钢。
ZG200-400用于机座、变速箱壳等。
ZG230-450用于外壳、轴承盖、底板、阀体等。
ZG270-500用于轧钢机机架、轴承座、连杆、箱体、曲轴、缸体、飞轮、蒸汽锤等。
ZG310-570用于大齿轮、缸体、制动轮、辊子等。
ZG340-640用于起重运输机中的齿轮、连轴器等。
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