钢是由铁、碳和少量其它元素的合金。不锈钢或者铬含量 105% 以上的抗腐蚀性合金钢是该类金属的通用术语。应该记住不锈钢并不是说这种钢材不生锈或不会被腐蚀,而只不过是它比不含铬的合金耐腐蚀性能强得多。除了铬金属之外,其它金属元素如:镍、钼、钒等也可以加入合金中用于改变合金钢的性能,从而生产出不同等级、不同性能的不锈钢。因应用目的和场所的不同,仔细挑选性能最为合适的不锈钢所制造的刀具,对于你特定工作的效率和成功至关重要。刀具中不同金属元素,它带来的优点也不同。 简单地说:钢就是铁和碳的合金。其它成分是为了使钢材性能有所区别。以下是各种化学元素在钢材中的作用: 一、碳( Carbon ) - 存在于所有的钢材,是最重要的硬化元素。有助于增加钢材的强度,我们通常希望刀具钢材拥有 05% 以上的碳,也成为高碳钢。 二、铬( Chromium ) - 增加耐磨损性、硬度,最重要的是耐腐蚀性,拥有 13% 以上的认为是不锈钢。尽管这么叫,如果保养不当,所有钢材都会生锈的。 三、锰( Manganese ) - 重要的元素,有助于生成纹理结构,增加坚固性,和强度、及耐磨损性。在热处理和卷压过程中使钢材内部脱氧,出现在大多数的刀剪用钢材中,除了 A-2,L-6 和 CPM 420V 。 四、钼( Molybdenum ) - 碳化作用剂,防止钢材变脆,在高温时保持钢材的强度,出现在很多钢材中,空气硬化钢(例如 A-2,ATS-34 )总是包含 1% 或者更多的钼 , 这样它们才能在空气中变硬。 五、镍( Nickle ) - 保持强度、抗腐蚀性、和韧性。出现在 L-6AUS-6 和 AUS-8 中。 六、硅( Silicon ) - 有助于增强强度。和锰一样,硅在钢的生产过程中用于保持钢材的强度。 七、钨( Tungsten ) - 增强抗磨损性。将钨和适当比例的铬或锰混合用于制造高速钢。在高速钢 M-2 中就含有大量的钨。 八、钒( Vanadium ) - 增强抗磨损能力和延展性。一种钒的碳化物用于制造条纹钢。在许多种钢材中都含有钒,其中 M-2 , Vascowear , CPM T440V 和 420VA 含有大量的钒。而 BG-42 与 ATS-34 最大的不同就是前者含有钒。
1、碳(C) 碳是钢铁的主要成分之一它直接影响着钢铁的性能。碳是区别铁与钢,决定钢号、品级的主要标志。碳是对钢性能起决定作用的元素。碳在钢中可作为硬化剂和加强剂,正是由于碳的存在,才能用热处理的方法来调节和改善其机械性能, 钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量023%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过020%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
2、硅(Si):由原料矿石引入或脱氧及特殊需要而有意加入,在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有015-030%的硅。如果钢中含硅量超过050-060%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入10-12%的硅,强度可提高15-20%。硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。含硅1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。硅量增加,会降低钢的焊接性能。
3、锰(Mn):少量由原料矿石中引入,主要是在冶炼钢铁过程中作为脱硫脱氧剂有意加入,钢铁中主要以MnS状态存在,如S含量较低,过量的锰可能组成MnC、MnSi、FeMnSi等,成固熔体状态存在,在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰030-050%。在碳素钢中加入070%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11-14%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。
4、磷(P):由原料中引入,有时也为了特殊需要而有意加入,以Fe2P或Fe3P状态存在,在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0045%,优质钢要求更低些。
5、硫(S):主要由焦炭或原料矿石引入钢铁,主要以MnS或FeS状态存在,硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0055%,优质钢要求小于0040%。在钢中加入008-020%的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。
钢铁是铁与C(碳)、Si(硅)、Mn(锰)、P(磷)、S(硫)以及少量的其他元素所组成的合金。其中除Fe(铁)外,C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用,故统称为铁碳合金。它是工程技术中最重要、用量最大的金属材料。
按含碳量不同,铁碳合金分为钢与生铁两大类,钢是含碳量为003%~2%的铁碳合金。碳钢是最常用的普通钢,冶炼方便、加工容易、价格低廉,而且在多数情况下能满足使用要求,所以应用十分普遍。按含碳量不同,碳钢又分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。随含碳量升高,碳钢的硬度增加、韧性下降。合金钢又叫特种钢,在碳钢的基础上加入一种或多种合金元素,使钢的组织结构和性能发生变化,从而具有一些特殊性能,如高硬度、高耐磨性、高韧性、耐腐蚀性,等等。经常加入钢中的合金元素有Si、W、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti等。我国合金钢的资源相当丰富,除Cr、Co不足,Mn品位较低外,W、Mo、V、Ti和稀土金属储量都很高。21世纪初,合金钢在钢的总产量中的比例将有大幅度增长。
含碳量2%~43%的铁碳合金称生铁。生铁硬而脆,但耐压耐磨。根据生铁中碳存在的形态不同又可分为白口铁、灰口铁和球墨铸铁。白口铁中碳以Fe3C形态分布,断口呈银白色,质硬而脆,不能进行机械加工,是炼钢的原料,故又称炼钢生铁。碳以片状石墨形态分布的称灰口铁,断口呈银灰色,易切削,易铸,耐磨。若碳以球状石墨分布则称球墨铸铁,其机械性能、加工性能接近于钢。在铸铁中加入特种合金元素可得特种铸铁,如加入Cr,耐磨性可大幅度提高,在特种条件下有十分重要的应用。
红铁矿
主要成分是氧化铁
磁铁矿
主要是四氧化三铁
赤铁矿
主要是硫化亚铁
以上三种是炼铁的
铁分为白口铁
辉口铁
炼钢是用其中一种铁(具体哪种铁忘了)通过高温
脱碳(可以改变含碳量钢的硬度和强度)制得的
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