根据世界钢铁协会的数据,有3500多种不同等级的钢材,包括独特的物理、化学和环境特性。
从本质上讲,钢是由铁和碳组成的,尽管决定每种钢种性能的是碳的数量、杂质和附加合金元素的水平。
钢中的碳含量可以在0.1%-1.5%之间,但最广泛使用的钢级仅含0.1%-0.25%的碳。锰、磷和硫等元素存在于所有等级的钢中,但是,尽管锰具有有益的作用,但磷和硫对钢的强度和耐久性有害。
根据应用所需的性能生产不同类型的钢,并根据这些性能使用不同的分级系统来区分钢。
根据其化学成分,钢可大致分为四类:
下表显示了钢在室温(25°C)下的典型性能。拉伸强度、屈服强度和硬度的范围很大程度上是由于不同的热处理条件。
碳钢含有微量合金元素,占钢铁总产量的90%。碳钢可根据其碳含量进一步分为三类:
合金钢含有不同比例的合金元素(如锰、硅、镍、钛、铜、铬和铝),以控制钢的性能,如淬透性、耐腐蚀性、强度、成型性、焊接性或延展性。合金钢的应用包括管道、汽车零件、变压器、发电机和电动机。
不锈钢通常含有10-20%的铬作为主要合金元素,并且具有很高的耐腐蚀性。铬含量超过11%,钢的耐腐蚀性是低碳钢的200倍。根据其晶体结构,这些钢可分为三组:
工具钢含有不同数量的钨、钼、钴和钒,以提高耐热性和耐久性,使其成为切割和钻井设备的理想材料。
钢产品还可根据其形状和相关应用进行分类:
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