钢是铁和碳的合金,比铁强韧。
在熔炉中,使用焦炭还原氧化铁,因此炼出来的铁含有很多碳元素(C)。除此之外再混入硫(S)和磷(P)等杂志。这样炼出来的是非常脆的铁。此状态下的铁我们称之为“铣铁”(即生铁),到此阶段它还是一种很差的初级冶炼物。
从铣铁中除去碳及其它杂志的过程叫做精炼,通过精炼来调整碳的含量,就可以炼成柔韧且坚硬的铁,这种铁叫做“钢”。根据碳的含量不同,铁的分类见下表1-1
如表1-1所示,铁中碳含量越大,其硬度也越高。随着硬度的升高,最后就如铸铁一样产生了脆性。在钢的分类中,把碳含量在“0.2%~0.3%”的叫“软钢”,“0.5%~0.8%”的叫“硬钢”。
钢的性质随冶炼时添加物的变化而变化。
铁中碳元素的作用是增加硬度和强度,其它还含有硅、锰、铜、镍等元素。此外,磷、硫会减弱钢的强度,因为磷在寒冷时容易使钢变脆,硫在炽热状态下容易使钢变脆。所以两者含量越少,钢材的质量越好。根据各类元素含有量的不同,钢材的性质分类见下表1-2:
除了其他几种混合材料外,钢材几乎是由铁炼成的单一材料,强度稳定,单位面积强度高,重量轻,是很好的工程材料。