工業(yè)純鐵是鋼的一種,其化學(xué)成分主要是鐵,雜質(zhì)總含量鐵碳合金,是以鐵和碳為組元的二元合金。鐵基材料中應(yīng)用多的一類——碳鋼和鑄鐵,就是一種工業(yè)鐵碳合金材料。鋼鐵材料適用范圍廣闊的原因,首先在于可用的成分跨度大,從近于無碳的工業(yè)純鐵到含碳4%左右的鑄鐵,在此范圍內(nèi)合金的相結(jié)構(gòu)和微觀組織都發(fā)生很大的變化;另外,還在于可采用各種熱加工工藝,尤其金屬熱處理技術(shù),大幅度地改變某一成分合金的組織和性能。
冶煉、加工對(duì)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(duì)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(shí)太陽神等重要神像的寶座是用鐵制成的。鐵在當(dāng)時(shí)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(gè)詞。