碳素鋼有各種分類方法,如按化學(xué)成分(即以含碳量)可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。按鋼的品質(zhì)可分為普通碳素鋼和優(yōu)質(zhì)碳素鋼。按用途則又可分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼。此外,還可以按冶煉方法和所保證的性能要求等來進(jìn)行分類。
冶煉、加工對碳素鋼性能的影響碳素鋼大都采用氧氣轉(zhuǎn)爐和平爐冶煉,優(yōu)質(zhì)碳素鋼也采用電弧爐生產(chǎn)。根據(jù)煉鋼過程脫氧程度的不同,碳素鋼可分為鋼、沸騰鋼和介于兩者之間的半鋼。冶煉方法對鋼的性能影響,主要是通過鋼的純凈度而起作用的。近年來人們通過真空處理、爐外精煉和噴吹技術(shù)等,都可獲得更高純凈度的鋼,從而顯著改善了碳素鋼的品質(zhì)。
鐵在自然界中分布極廣,但是人類發(fā)現(xiàn)和利用鐵卻比黃金和銅要遲。這首先是由于天然單質(zhì)狀態(tài)的鐵在地球上是找不到的,而且它容易氧化生銹,再加上它的熔點(diǎn)(1535℃)又比銅(1083℃)高得多,使它比銅難以熔煉。
人類早發(fā)現(xiàn)鐵是從天空落下的隕石,隕石含鐵的百分比很高(鐵隕石中含鐵90.85%),是鐵和鎳、鈷的混合物??脊艑W(xué)家曾經(jīng)在古墳?zāi)怪校l(fā)現(xiàn)隕鐵制成的小斧;在埃及第五王朝至第六王朝的金字塔所藏的宗教經(jīng)文中,記述了當(dāng)時太陽神等重要神像的寶座是用鐵制成的。鐵在當(dāng)時被認(rèn)為是帶有神秘性的珍貴的金屬,埃及人干脆把鐵叫做“天石”。在古希臘文中,“星”和“鐵”是同一個詞。
鐵是地殼中較豐富的元素,僅次于氧、硅、鋁。磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦是重要的鐵礦。單體金屬常用焦炭、鐵礦石和石炭石為原料煉得。用氫氣還原純氧化鐵可得到純鐵。含碳在1.7%以上的鐵叫生鐵(或鑄鐵)。含碳量少于0.2%的鐵熔合體稱為熟鐵或鍛鐵。含碳量介于1.7-0.2之間的鐵熔體叫做鋼。生鐵堅硬,但性脆;鋼具有彈性;熟鐵易于機(jī)械加工,但要比鋼柔軟。從生鐵煉鋼,就是減低生鐵內(nèi)的碳量,以及將硅、硫和磷雜質(zhì)除去。