咱们周围有许多机械都是用钢铁制作的。可是，这并不意味着用的便是金属元素铁。咱们日常所见到的各式各样的钢铁资料并不是纯度为100%的纯铁，而是增加了各种不同的合金元素锻炼而成的。理所当然，运用最多的钢铁资料是增加了适量碳元素的碳素钢，一般将其表明为钢。今日咱们来讲讲“钢”“铁”是怎样炼成的。

　　炼钢先炼铁。钢铁资料的原资料是铁矿石，有赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)等种类。不管哪一种都是以氧化铁的方式存在的，为此，在锻炼过程中需求增加作为热源和还原剂的焦炭，一起，还需求参加去除杂质的石灰石，使三者在炉内焚烧而锻炼成生铁。这一锻炼过程是在高炉中进行的，高炉具有钢制的圆筒形外壳，内衬贴有耐火砖等耐火资料。大型高炉的高度可达100m以上。高炉的顶部装有扫除炉内气体的通气孔和开闭设备，为防止有毒气体的排放而采用环境保护措施。

　　别的，在高炉的上部有被称为料斗的原料投进口，外部设备的倾斜式卷扬机将铁矿石等原资料边提升边运输到原料投进口。

　　高炉锻炼出来的生铁，由于硬而脆，不能直接运用。因此，需求在下面的工序中运送到转炉进行吹氧锻炼，或送到电炉使其与废钢发生反响，经过炼钢工艺炼成钢。

　　完结炼钢工艺后的钢水接着流入铸型，被制成钢锭或被送到连铸连轧工序而被轧制成板材或棒材。钢锭是半成品，为了制作板材或棒材需求进行再加热。另一方面，由于连铸连轧工艺是有用运用被加热资料余热的制作过程，从进步生产效率和节省能源的视点动身而被敏捷推广。

　　碳素钢(carbon steel)

　　碳素钢是指铁和碳的合金，这种钢的碳元素含量一般在0.02% ～ 2%的范围内。碳素钢一般含有少量的硅、锰、磷以及硫等元素，其各元素的效果如下：碳元素能进步金属资料的强度和硬度，硅元素能够除掉钢水中的氧元素，锰元素能够除掉硫元素。

　　别的，磷元素和硫元素是钢中的含量越少越好的不纯净物质，为此，对磷、硫的含量的极限进行了规则。此外，碳素钢因碳含量的不同可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢，因硬度的不同可分为极软钢、软钢和硬钢。

　　碳含量在0.02%以下的碳素钢通称为纯铁。说起纯铁的力学功能，却是在电磁功能方面比较优胜，常用来制作直流电器具的铁芯与电枢等以及电动机零件。

　　钢铁资料术语

　　JIS规范规则了不同钢铁资料的用处以及关于质量方面的首要术语。这里，咱们介绍几种典型的钢铁资料。

　　① 普通结构用轧制钢材(rolled steel for general structure)

　　普通结构用轧制钢材常作为修建、桥梁、船舶、铁道车辆、铁塔等一般结构的钢材运用。普通结构用轧制钢材有钢板、带钢、扁钢、棒材以及型钢等种类。这些资料根据steel for structure英文名被称为SS材，JIS规范中规则了SS330、SS400、SS490及SS540等四个种类。

　　SS400中的400这一数字是确保资料的拉伸强度的下限值，这是意味着SS400的最低拉伸强度不低于400N/mm²。

　　② 机械结构用碳素钢材(Carbon steel for machine structural use)

　　制作成机械零件的结构用材不仅仅是支撑静载荷，并且还要像齿轮和轴那样，常常运用在长时间接受载荷效果并进行运动等的场合。机械零件用的典型资料是机械结构用碳素钢材，在S和C之间符号的数字，表明其含碳量的多少。例如，S45C这种资料便是意味着金属中的含碳量为0.45%。

　　S-C资料与SS资料比较，S-C资料规则了资料的化学成分，是更加可靠的资料。其次，S-C资料是适宜于精加工的资料，合适制作过程中的锻造、切削、冲压等的加工和热处理。

　　作为参阅，介绍S45C的化学成分(单位：%)如下。

　　别的，热处理是经过恰当的温度去加热及冷却钢材，以改善钢材的力学功能的操作方法。热处理有淬火、回火、退火及正火等类型。运用这些热处理的方法可以进步钢材的硬度、强耐性。

　　合金钢(alloy steel)

　　为了进步钢材的功能，除了5种首要元素以外，再含有一种或两种以上元素的钢被称为合金钢。首要的合金成分有进步金属淬火功能和耐腐蚀功能的铬元素、进步耐摩擦功能的钼元素、钒

　　元素、钨元素等。

　　① 机械结构用合金钢材(Mlloy steel for machine structural use)

　　与SS资料比较，进步了拉伸强度和柔耐性的结构用合金钢被称为机械结构用合金钢材，分为强耐性钢和高强度钢等种类。

　　强耐性钢的种类有铬钢、铬钼钢、镍铬钢、镍铬钼钢、锰钢、锰铬钢等，不管哪一种钢都经过热处理进步了拉伸强度和强耐功能。别的，确保了淬火功能的合金钢称为H钢(日本的合金钢商标后附H)，这是确保了间隔淬火端一定间隔的资料的硬度上限、下限或范围的钢种。强耐性钢作为齿轮、螺栓、螺母、车轴类等零件的制作资料被广泛运用。

　　高强度钢是除碳元素外增加了镍元素、硅元素及锰元素等，强化了拉伸强度的合金钢。有时省掉其英文High Tensile Steel称为高级钢(HTS)，一般的高强度钢的拉伸强度在490 ～ 790MPa之间。首要应用于修建、桥梁、船舶、车辆、其他的结构物以及压力容器或轿车用冷轧钢板等，运用范围十分广泛。

　　② 不锈钢(Stainless steel)

　　不锈钢是以进步耐腐蚀性和硬度为意图，含有单一的铬元素或铬、镍两种元素的合金钢。JIS 规范规则不锈钢的代号为SUS(一般SUS读为沙斯)，如SUS304或SUS430，在SUS后边的数字表明其商标。

　　一般的铬含量约到达10.5%以上的合金钢才能称为不锈钢，经过铬在钢的表面形成一层薄的氧化膜以进步钢的耐腐蚀性。

　　所谓的耐腐蚀性优秀、不简单生锈就意味着不需求对产品表面进行电镀或涂装。含有13%铬的13Cr钢被应用于硬度要求高于防锈功能的状况，如要求高硬度的螺栓、螺母、刀具、叉子、餐具等。含有18%铬的18Cr被应用于对防锈功能有高要求的状况，如伙食机械、轿车零件、化学设备等。含有18%的铬和8%的镍的18Cr-8Ni不仅耐腐蚀性好，并且拉伸强度也好，被用于制作轿车、铁道等的结构件，以及作为修建资料而广泛运用。

　　铸铁(cast iron)

　　铸铁是含碳量在2.14% ～ 6.67%范围内的铁合金，由于它具有比碳素钢熔点低的特点，故作为铸造资料运用。一般状况下，铸铁与碳素钢比较，其延伸率低、硬度高、脆性大，不合适作为结构资料运用，但它在硬度和耐磨功能方面具有优势。其种类如下图所示。

　　① 灰口铸铁(日语的直译为老鼠铸铁)

　　灰口铸铁是不增加特别合金元素的一般性铸铁，一般称为铸铁。在JIS规范中记为FC，规则了FC100 ～ FC350的六种种类。

　　这里，符号FC后边的数字与SS材相同，是表明资料拉伸强度的最低确保值，将这一数值与SS400比较，就会发现铸铁的拉伸强度较低。

　　如果用显微镜调查灰口铸铁的断面，就能够看到涣散在灰口铸铁资料内的石墨的形状。由于资料内的石墨是月牙形的，所以也被称为片状石墨铸铁。关于灰口铸铁这一称号有另一种说法是，其称号并不仅仅是来源于铸铁呈现老鼠灰的色彩，还包含其内部的石墨形状看起来像老鼠。

　　铸铁中的月牙形石墨起着润滑剂的效果，别的其热传导性也好，简单散发摩擦热，所以灰口铸铁的耐磨性优胜。此外，由于灰口铸铁具有优秀的吸收振荡的才能，所以一直以来，对灰口铸铁的运用开始于制作机床的床身，逐渐应用到轿车的气缸及与制动器相关零件的制作，应用范围十分广泛。

　　② 球状石墨铸铁

　　调查灰口铸铁所见到的月牙形石墨的尖端是尖锐的，咱们可以认为这是一种缺陷，这是灰口铸铁的脆性产生的原因。为此，对其进行改善，球状石墨铸铁便是将石墨的形状改善为球状，使其本领某种程度的塑性变形。在JIS规范中球状石墨铸铁记为FCD，规则了FCD370 ～ FCD800的七种种类。别的，球状石墨铸铁有时也被称为可锻铸铁。

　　球状石墨铸铁的吸收振荡才能低于灰口铸铁，但因其强耐性优胜，广泛地应用于轿车零部件、机械设备的零部件、钢管接头、阀门等的制作。

　　别的，在铸铁里也有含镍、铬、锰、硅等元素的合金铸铁。