钢 steel

　　航空器和航天器中广泛使用的重要承力结构材料。它的主要特点是强度高，适于制造飞机、发动机、火箭的各类重要承力构件。20年代最初用锰钢管代替木材制造飞机构架。到50年代中期，钢的品种日益增多，强度不断提高，在飞机中的用量曾达到20％之多。随着铝合金比强度的提高和钛合金的应用，为减轻构件重量，钢在飞机中的用量到70年代降至 5％左右。同一时期钢在发动机中的用量从85％减少到15％左右。但是，飞机中的一些重要承力构件，如机翼大梁、主起落架；发动机中的转动件,如涡轮轴、齿轮、轴承;固体火箭壳体、液体火箭发动机机架和燃烧室外壁等，仍然需要用钢来制造。自60年代末期以来，合金钢和不锈钢的质量与性能都有所提高，成本降低，工艺性能改善，因而在航空航天工业中仍占有重要地位。

　　新型超高强度钢的强度已达到2000兆帕（200公斤/毫米²）。随着强度的提高，缺口敏感性增加,出现氢脆、应力腐蚀和腐蚀疲劳问题，强度超过一定限度后断裂韧性降低，直接影响部件的使用可靠性和使用寿命，甚至会在使用中突然断裂。因此需要选择合理的热处理制度，以获得良好的综合性能。马氏体时效钢不仅强度高，断裂韧性、抗氢脆和应力腐蚀性能也都比低合金超高强度钢好，有良好的可焊性和工艺塑性，是一种综合性能良好的钢种，适于制作飞机起落架。

　　半奥氏体沉淀硬化不锈钢，也称过渡型沉淀硬化不锈钢，兼有奥氏体和马氏体两类不锈钢的长处，即塑性良好、容易加工成形，热处理后可获得很高的强度，在高速飞机和航天器上获得了应用。

钢

声母:g

字头:钢，（，鋼，）

四笔号码:3760

注音:gàng

摘要:gang

笔画:09画

部首画:05

部首:钅部

释义:1.把刀放在布、皮、石头或缸沿上用力磨擦，使刀刃锋利：～刀石｜把刀～一～。

2.在钝刀的刀口回火加钢后重新打造，使锋利：这把刀该～了。

另见〖gāng〗。

部首查询:05钅部

钢

声母:g

字头:钢，（，鋼，）

四笔号码:3760

注音:gāng

摘要:gang

笔画:09画

部首画:05

部首:钅部

释义:1.铁和碳的合金，含碳量0.15％-1.7％，并含有少量的锰、硅、硫、磷等元素，比生铁坚韧，比熟铁质硬，是工业基本材料。

2.比喻坚强：志如～｜百炼成～。

另见〖gàng〗。

部首查询:05钅部

钢
steel
　　含碳量小于2％并含有某些其 他元素的铁碳合金 。钢具有强度高、韧性好、易于加工成形、原材料资源丰富、冶炼容易、价格便宜等优点，是应用最广泛的一种金属材料。
　　简史 中国在春秋末期（前476年以前 )已出现人工锻炼的钢。到东汉时期已掌握了炒钢技术。钢的工业生产最早采用坩埚法，产量低 、成本高 ，难于 满足工业发 展的需要 。1856年 ，英国的 H.贝塞麦发明了转炉炼钢法 ，1856～1864年，英国的 K.W.西门子 和法国的 P.E.马丁发明了平炉炼钢法 。1899年 ，法国的P.L.T.埃鲁发明了电弧炉炼钢法 。20世纪50年代后，先后出现了真空除气、电渣重熔、钢包精炼、真空熔炼等精炼技术，使电炉钢的品质更好，各种新钢种也相继出现。钢是现代社会生产和生活所必需的基本材料，而钢和钢材的产量、品种、质量已作为衡量一个国家工业、农业、国防和科学技术现代化的一个重要标志。
　　钢的组织和特性 铁是钢的基本组成元素。铁在固态有两种晶体结构，一是体心立方结构（存在于两个温度范围内，912℃以上称α铁，1394℃以上称δ铁 ）；另一 是面心立方结构（存在于912～1394℃之间，称γ铁 ）。碳 是钢中另一主要元素，对钢的组织和性能起重要作用，通常随着含碳量的增加，钢的强度增加、塑性下降。碳在钢中主要有两种存在形式，一是溶入铁中与铁形成固溶体（两种以上化学组分互相溶解而形成的均匀固相）；另一是与铁形成铁碳化合物，称渗碳体（Fe3C），其硬度高、脆性大。碳溶于α铁中形成的固溶体称铁素体；溶于γ铁中形成的固溶体称奥氏体，其最大溶解度为2.11％。钢在冷却过程中，过饱和的奥氏体将发生分解，形成铁素体和渗碳体。铁素体和渗碳体组成的呈片状相间排列的混合物称珠光体。一般碳素钢在室温下的金相组织由铁素体、珠光体和渗碳体组成。
　　在碳素钢基础上加入各种合金元素，可制成各种合金钢。加入不同的合金元素，可使合金钢具有耐热、耐腐蚀、耐磨、高强度等特殊性能。合金元素按其与碳的亲和力不同分为碳化物形成元素和非碳化物形成元素；按其对钢的组织转变影响不同分为扩大奥氏体区元素和缩小奥氏体区元素。合金元素还影响铁碳相图中特征点位置、相变、碳的扩散及钢的淬透性等。除加入合金元素外，通过热处理工艺，也可改变钢的组织结构和性能，如提高钢的强度、增加韧性、获得良好的加工工艺性能等。
　　分类 钢的分类方法有多种。按冶炼方法分为平炉钢 、转炉钢和电炉钢。平炉炼钢脱除硫、磷和氧的条件比转炉好，故平炉钢的品质优于转炉钢。转炉钢将空气直接吹入钢液中，以使碳、锰、硅等元素被氧化脱除。该法冶炼速度快、能耗少、成本低，所炼出的钢可满足工业上的一般应用。但转炉钢含氧、氮量高，品质较差，不能适应重要产品的要求。电弧炉炼钢脱除硫、磷和氧的条件好，合金成分调整容易，冶炼速度比平炉炼钢快，适于生产各种优质钢。按化学成分分为碳素钢和合金钢。按品质分 为普通钢（ 磷≤0.045％、硫≤0.055％)、优质钢(磷、硫≤0.035％)和高级优质钢（磷、硫≤0.03％ )。按用途分为结构钢，用以制造各种承力结构件和机械零件；工具钢，用以制造各种切削刀具、量具、模具和其他耐磨工具；特殊钢，包括耐热钢、耐磨钢、不锈钢、电工钢、低温钢 、易切削钢等 。按金相 组织分为亚 共析钢（铁素体加珠光体组织）、共析钢（珠光体组织）、过共析钢（碳化物加珠光体组织），或分为珠光体钢、贝氏体钢 、马氏体钢、奥氏体钢和铁素体钢等。按供货方式又分为轧钢、锻钢和铸钢。
　　钢的牌号 实际应用中，各种类型的钢分别以各自的牌号来表示。钢的牌号命名，各国均有自己的规则和方法。中国国家标准采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法。通常，用汉语拼音第一个字母表示钢的名称、用途、特性和工艺方法，如氧气转炉钢用Y，沸腾钢用F。普通碳素钢分甲、乙、特3种质量，分别用A、B、C表示，并以数字表示其含碳量 ；如 AY2F、AY3F 表示甲类氧气转炉沸腾钢，后者比前者含碳量高。优质碳素结构钢用数字或数字加元素符号表示，高级优质钢在数字后加A ，数字表 示其平均含碳量（以千分之几计）；如20A表示平均含碳量0.2％的高级优质钢。碳素工具钢用字母T、数字（ 表示千分之几 计的平均含碳量）和高级优质符号A表示，如T9A。合金钢用元素符号和阿拉伯数字表示，其含碳量放在最前边。合金结构钢的含碳量以万分之几计，不锈钢、耐热钢等以千分之几计 。合金钢中的合金元素含量用元素符号后边的数字表示，含量小于 1.5％ 的不予标出 ；如 30 CrMnSi 表 示 平 均 含碳量为0.3％，合金元素含量均小于1.5％的合金结构钢，铸钢用汉语拼音符号ZG和数字表示 ，如ZG45 ， 表示含碳量为0.45％的铸钢。

钢(钢铁)，铁和碳的合金，碳素浓度低于2%。加热处理后性质会出现显著变化。只含碳素的钢称为碳素钢，或普通钢，广义上包括含其他元素的的合金。其他常見钢有：

• 不銹鋼(stainless steel)
• 合成鋼(synthetic steel)
• 合金鋼(alloy steel) - 鋼中加入其它金屬如鉻、鎳、鎢、釩等，使具有若干新的特性。 由於各種合金元素的摻入，合金鋼可具有防銹，防腐蝕，耐熱，耐磨，防震和抗疲乏等不同特性。
• 鍍鋅鋼(galvanized steel)
• 硬鋼(hard steel)
• 軟鋼(mild steel) - 又稱低碳鋼，含碳量從0.10％至0.30％低碳鋼易於接受各種加工如鍛造，焊接和切削，常用於製造鏈條、鉚釘、螺栓、軸等。

钢
steel
　　是指含碳量一般在 2％以下并含有某些其他元素的可变形的铁碳合金。按组成元素不同，钢可分为碳素钢和合金钢。碳素钢只含有限量以内的碳元素，适量的硅、锰,以及某些残余元素和杂质。在碳素钢的基础上,为改善或获得某些性能而有意加入适量的一种或多种元素的钢称合金钢。加入钢中的元素种类很多，主要有铬、镍、钼、硅、锰、钒、钛、铌等。
　　在人类生产和使用钢铁的悠久历史过程中，“钢”这一名词的含义有过不少变化。早先，钢通常是指含有适量的碳元素、可以淬火硬化的铁及其合金，因此含碳少而不能淬火硬化的铁不算钢，而称为熟铁或软铁。随着现代钢铁工业的发展和钢铁使用范围的扩大，钢的含义有了新的变化。现在,一般可以通过金属塑性加工（锻、轧等）变形的、以铁为基础的合金都称为钢。一般说来，含碳量超过2％的铁碳合金不能进行塑性加工,只能铸造成形,这样的铁称为生铁或铸铁。含碳量在2％以下的铁及其合金则称为钢。
　　钢是社会生产和公众生活所必需的基本材料，所以人们常把钢和钢材的产量、品种、质量作为衡量一个国家工业、农业、国防和科学技术现代化的重要标志。中国是世界上最早掌握锻冶制钢技艺的国家之一。春秋末年已经有了人工制作的钢。考古发掘出土的战国时期的钢制兵器，已具有淬火马氏体组织（见冶金史）。但是在漫长的历史进程中，虽然钢的制作技艺出现过不少改革，但钢的生产数量和质量都发展极慢。直到19世纪后半叶，世界钢的生产才得到了较大的发展。这一方面是由于当时西欧的社会生产力和科学技术的进步，对钢的生产提出了要求；另一方面是由于各种炼钢的方法的发明，扩大了钢的生产规模和提高了钢材质量。然而世界钢生产的高速发展，却是从20世纪50年代开始的。由于社会的需要和氧气转炉炼钢的发明与发展，到70年代末，大约四分之一世纪里，全世界钢的年产量从 2.1亿吨增加到 7.5亿吨，其中氧气转炉钢的产量占二分之一左右。在钢产量大幅度增加的同时，还研制开发出许多具有不同用途和特殊性能的钢种，各工业国家的钢号和钢材品种规格都极其繁多。
　　钢的组织和性能 铁是钢的基本组成元素，它具有两种晶体结构：一种是体心立方点阵（存在于两个温度范围内,912℃以下称α铁；1394℃以上称δ铁）；另一种是面心立方点阵（存在于912～1394℃之间,称γ铁）。碳是钢中另一主要组成元素，对钢的组织和性能起着重要作用。碳在钢中主要有两种存在形式，一种是溶入铁中与铁形成固溶体;另一种和铁形成铁碳化合物Fe3C,称渗碳体。碳固溶于α铁（α-Fe）中称铁素体，室温时其溶解度只有0.008％；碳固溶于γ铁（γ-Fe）中称奥氏体，最大溶解度达2.11％。工业用钢中的含碳量一般都高于在铁素体中的固溶量，在钢的冷却过程中，过饱和的奥氏体发生分解，形成铁素体和渗碳体。这两种分解产物，呈游离状态，叫做游离铁素体和游离渗碳体；有的铁素体和渗碳体组成的混合物呈片状、有规则地相间排列，称珠光体，根据片层的粗细，可分为珠光体、细珠光体和极细珠光体。在回火或等温转变中形成的铁素体和渗碳体的混合组织，较细的又称索氏体，极细的又称屈氏体（见过冷奥氏体转变图。一般碳素钢在室温下的金相组织（见铁碳平衡图，基本上是由铁素体、珠光体和渗碳体组成，碳素钢的性能也随这些组成相的体积分量和分布情况而变化。一般是，碳含量增加，钢的强度增加，塑性下降。
　　在碳素钢的基础上加入各种合金元素，如硅、锰、铬、镍、钨、钼、钒、钛、铌、硼和锆等，可制成各种合金钢。这些元素的原子，有的进入铁素体和奥氏体中形成固溶体；有的置换渗碳体的铁原子而成为合金渗碳体，有的和碳化合成为合金碳化物，这些元素相互作用，影响并改变钢中的相组成和组织结构，促使其发生所需性能的变化。除合金元素的影响外，金属热处理也是改变钢的组织结构的主要手段。把合金化和热处理相结合，可使钢获得不同的组织和多种性能。如高的强度和韧性的配合，良好的工艺性能（焊接性、冷加工性、热加工性和被切削性等）,以及某些特殊的物理、化学性能,如耐热、耐蚀等性能。
　　钢的分类 对于钢的分类世界上许多国家均有自己特有的分类方法，中国常用的有以下五种分类方法：
　　按冶炼方法分类
　　按炉型分类：①平炉钢 酸性平炉钢，碱性平炉钢。
　　② 转炉钢 空气转炉钢(贝氏炉钢、托马斯炉钢)，氧气转炉钢。
　　③ 电炉钢 电弧炉钢，特种冶炼法钢（电渣炉钢、感应炉和真空感应炉钢、真空自耗炉钢、电子束炉钢）。
　　按脱氧程度和钢锭结构分：沸腾钢，镇静钢，半镇静钢。
　　按质分类 即按硫、磷和气体、夹杂物含量分类：
　　① 普通钢(P≤0.045％、S≤0.055％) 甲类普通碳素钢（保证力学性能），乙类普通碳素钢（保证化学成分）,特类普通碳素钢(保证化学成分和力学性能),部分低合金高强度钢。
　　② 优质钢 (S、P≤0.035％)。
　　③ 高级优质钢 (S、P≤0.03％)。
　　按化学成分分类
　　① 碳素钢 工业纯铁(C≤0.040％)，低碳钢(C≤0.25％),中碳钢(C 0.25～0.60％),高碳钢(C＞0.60％)。
　　② 合金钢 低合金钢 （合金元素总含量≤5％），中合金钢（合金元素总含量5～10％）,高合金钢（合金元素总含量＞10％）。
　　按金相组织分类
　　① 退火状态 亚共析钢（铁素体加珠光体组织），共析钢（珠光体组织），过共析钢（碳化物加珠光体组织），莱氏体钢（碳化物加奥氏体的共晶体）。
　　② 正火状态 珠光体钢，贝氏体钢,马氏体钢,奥氏体钢。
　　③ 无固态相变或部分固态相变 铁素体钢，奥氏体钢，双（复）相钢（奥氏体加铁素体钢或铁素体加马氏体钢）。
　　按用途分类
　　① 建筑及工程用钢 普通碳素钢（主要包括甲类、乙类和特类的低碳部分），低合金高强度钢，专业用钢（包括钢筋、钢轨、船舶、桥梁、压力容器、锅炉用钢等）。
　　② 机械制造用钢 调质结构钢，表面硬化结构钢(包括渗碳钢、渗氮钢、感应加热表面淬火用钢等)，冷塑性成型用钢(包括冷冲压、冷镦、冷挤压用钢等)，弹簧钢，滚动轴承钢。
　　③ 工具钢 刃具钢，量具钢，模具钢。
　　④ 特殊性能钢 不锈耐酸钢，耐热钢（包括抗氧化钢、高温耐蚀钢和热强钢），电热合金,易切削钢,低温钢，电工钢，超高强度钢等。
　　此外按供货前的主要加工工艺可分轧、锻钢材和铸钢等。这些分类方法都不是绝对的，适用于不同的目的，通常根据需要和管理上的方便采用某种分类，如科学研究时常按钢的金相组织分类；统计钢的产量时常按钢的冶炼方法分类；也可为用户选材方便按用途分类；有时还把几种分类方法混合、交错使用。
　　参考书目
　 冶金工业部钢铁研究院、第一机械工业部机械科学研究院主编：《合金钢手册》，下册,中国工业出版社,北京，1964。
　冶金工业部钢铁研究院、第一汽车制造厂、上海汽轮机厂主编：《机械工程手册》,第12篇 钢，机械工业出版社，北京，1978。

补充

钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。我们通常将其与铁合称为钢铁。

为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。

指含碳量小于2％的铁碳合金。根据成分不同，又可分为碳素钢和合金钢。根据性

能和用途不同，又可分为结构钢、工具钢和特殊性能钢。

钢的分类方法多种多样，其主要方法有如下几种：

1、按品质分类

(1) 普通钢（P≤0.045%，S≤0.050%）

(2) 优质钢（P、S均≤0.035%） (3) 高级优质钢（P≤0.035%，S≤0.030%）

2.、按化学成份分类

(1) 碳素钢：a.低碳钢（C≤0.25%）；b.中碳钢（C≤0.25~0.60%）；c.高碳钢（C≤0.60%）。

(2)合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量≤5%）b.中合金钢（合金元素总含量＞5~10%）c.高合金钢（合金元素总含量＞10%）。

3、按成形方法分类：(1) 锻钢；(2) 铸钢；(3) 热轧钢；(4) 冷拉钢。

4、按金相组织分类

(1) 退火状态的a.亚共析钢（铁素体+珠光体）b.共析钢（珠光体）c.过共析钢（珠光体+渗碳体）d.莱氏体钢（珠光体+渗体）。

(2) 正火状态的：a.珠光体钢；b.贝氏体钢；c.马氏体钢；d.奥氏体钢。

(3) 无相变或部分发生相变的

5、按用途分类

(1) 建筑及工程用钢：a.普通碳素结构钢；b.低合金结构钢；c.钢筋钢。

(2) 结构钢a.机械制造用钢：(a)调质结构钢；(b)表面硬化结构钢：包括渗碳钢、氨钢、表面淬火用钢；(c)易切结构钢；(d)冷塑性成形用钢：包括冷冲压用钢、冷镦用钢。b.弹簧钢c.轴承钢

(3) 工具钢：a.碳素工具钢；b.合金工具钢；c.高速工具钢。

(4) 特殊性能钢：a.不锈耐酸钢b.耐热钢包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢c.电热合金钢；d.耐磨钢；e.低温用钢；f.电工用钢

(5) 专业用钢——如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。

6、综合分类

(1)普通钢a.碳素结构钢：(a) Q195；(b) Q215(A、B)；(c) Q235(A、B、C)；(d) Q255(A、B)；(e) Q275。b.低合金结构钢c.特定用途的普通结构钢

(2)优质钢（包括高级优质钢）

a.结构钢：(a)优质碳素结构钢；(b)合金结构钢；(c)弹簧钢；(d)易切钢；(e)轴承钢；

(f)特定用途优质结构钢。

b.工具钢：(a)碳素工具钢；(b)合金工具钢；(c)高速工具钢。c.特殊性能钢：(a)不锈耐酸钢；(b)耐热钢；

(c)电热合金钢；(d)电工用钢；(e)高锰耐磨钢。

7、按冶炼方法分类

(1) 按炉种分a.平炉钢:(a)酸性平炉钢；(b)碱性平炉钢。

b.转炉钢:(a)酸性转炉钢;(b)碱性转炉钢。或 (a)底吹转炉钢;(b)侧吹转炉钢；(c)顶吹转炉钢。

c.电炉钢:(a)电弧炉钢；(b)电渣炉钢；(c)感应炉钢；(d)真空自耗炉钢；(e)电子束炉钢。

(2)按脱氧程度和浇注制度分a.沸腾钢；b.半镇静钢；镇静钢；d.特殊镇静钢。

补充

【钢铁】

钢铁是铁与C、Si、Mn、P、S以及少量的其他元素所组成的合金。其中除Fe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0.03%～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%～4.3%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。