一、鋼材的性能和分類
進(jìn)入青銅時代以來，人類與金屬材料及其制品的關(guān)系日益密切，可以說沒有金屬材料就沒有人類的物質(zhì)文明。在人類使用的所有金屬材料中，鋼鐵是使用量最大、使用范圍最廣泛的基礎(chǔ)材料。其主要原因是：
a.鐵的儲藏量僅次于鋁，且大多以巨大的鐵礦床存在于自然界中；
b.鐵礦石的冶煉和加工與其他金屬的生產(chǎn)相比，具有生產(chǎn)規(guī)模大、效率高、質(zhì)量好、成本低等顯著的優(yōu)勢；
c.鋼鐵具有良好的物理、機(jī)械和工藝性能；
d.將鎳、鉻、釩、錳等金屬作為合金元素加入鐵中，可獲得具有各種性能的金屬材料；
e.鋼鐵通過熱處理能調(diào)整其機(jī)械性能，可以滿足國民經(jīng)濟(jì)各方面的需要；
f.鋼鐵具有良好的可回收性。
盡管鋼鐵也存在較容易銹蝕、密度較大等缺點，但縱觀材料的物理、機(jī)械和工藝性能，及其技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性和可回收性等因素，在人類未來發(fā)展的相當(dāng)長時期內(nèi)，鋼鐵的基礎(chǔ)原材料地位仍無可替代。
1.鋼材機(jī)械性能介紹
鋼鐵是以鐵為基礎(chǔ)，以碳為主要添加元素的鐵碳合金。含碳量低于2.11％的鐵碳合金稱為鋼，其他主要元素還有硅、錳、硫、磷等。鋼具有良好的物理、機(jī)械和工藝性能，主要表現(xiàn)在以下六個方面：
a.屈服點（σs）
鋼材或試樣在拉伸時，當(dāng)應(yīng)力超過彈性極限，即使應(yīng)力不再增加，而鋼材或試樣仍繼續(xù)發(fā)生明顯的塑性變形，稱此現(xiàn)象為屈服，而產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時的最小應(yīng)力值即為屈服點。
b.屈服強(qiáng)度（σ0.2）
有的金屬材料的屈服點極不明顯，在測量上有困難，因此為了衡量材料的屈服特性，規(guī)定產(chǎn)生永久殘余塑性變形等于一定值（一般為原長度的0.2％）時的應(yīng)力，稱為條件屈服強(qiáng)度或簡稱屈服強(qiáng)度σ0.2 。
c.抗拉強(qiáng)度（σb）
材料在拉伸過程中，從開始到發(fā)生斷裂時所達(dá)到的最大應(yīng)力值。它表示鋼材抵抗斷裂的能力大小。與抗拉強(qiáng)度相應(yīng)的還有抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度等。
d.伸長率（δs）
鋼材在拉斷后，其塑性伸長的長度與原試樣長度的百分比叫伸長率或延伸率。
e.屈強(qiáng)比（σs/σb）
鋼材的屈服點（屈服強(qiáng)度）與抗拉強(qiáng)度的比值，稱為屈強(qiáng)比。屈強(qiáng)比越大，結(jié)構(gòu)零件的可靠性越高，一般碳素鋼屈強(qiáng)比為0.6-0.65，低合金結(jié)構(gòu)鋼為0.65-0.75合金結(jié)構(gòu)鋼為0.84-0.86。
f.硬度
硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指標(biāo)之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指標(biāo)有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。
2.鋼材的分類
鋼的分類方法多種多樣，其主要方法有如下七種：
按品質(zhì)分類
a.普通鋼（P≤0.045％，S≤0.050％）
b.優(yōu)質(zhì)鋼（P、S均≤0.035％）
c.高級優(yōu)質(zhì)鋼（P≤0.035％，S≤0.030％）
按化學(xué)成份分類
a.碳素鋼：
低碳鋼（C≤0.25％）；中碳鋼（C≤0.25～0.60％）；高碳鋼（C≤0.60％）。
b.合金鋼：
低合金鋼（合金元素總含量≤5％）；中合金鋼（合金元素總含量＞5～10％）；高合金鋼（合金元素總含量＞10％）。
按成形方法分類
a鍛鋼；b.鑄鋼；c. 熱軋鋼；d. 冷拉鋼。
按用途分類
a.建筑及工程用鋼：
普通碳素結(jié)構(gòu)鋼；低合金結(jié)構(gòu)鋼；鋼筋鋼。
b.結(jié)構(gòu)鋼:
機(jī)械制造用鋼：調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼；表面硬化結(jié)構(gòu)鋼：包括滲碳鋼、滲氨鋼、表面淬火用鋼；易切結(jié)構(gòu)鋼；冷塑性成形用鋼：包括冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼；彈簧鋼；軸承鋼。
c.工具鋼：
碳素工具鋼；合金工具鋼；高速工具鋼。
d.特殊性能鋼：
不銹耐酸鋼；耐熱鋼：包括抗氧化鋼、熱強(qiáng)鋼、氣閥鋼；電熱合金鋼；耐磨鋼；低溫用鋼；電工用鋼。
e.專業(yè)用鋼
如橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農(nóng)機(jī)用鋼等。
綜合分類
a.普通鋼:
碳素結(jié)構(gòu)鋼；低合金結(jié)構(gòu)鋼；特定用途的普通結(jié)構(gòu)鋼。
b.優(yōu)質(zhì)鋼（包括高級優(yōu)質(zhì)鋼）:
結(jié)構(gòu)鋼：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；合金結(jié)構(gòu)鋼；彈簧鋼；易切鋼；軸承鋼；特定用途優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。
c.工具鋼：
碳素工具鋼；合金工具鋼；高速工具鋼。
d.特殊性能鋼：不銹耐酸鋼；耐熱鋼；電熱合金鋼；電工用鋼；高錳耐磨鋼
