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造物网 第一章 碳素钢及其应用 仅供学习查阅之用 第一章 碳素钢及其应用 工业用钢按化学成分分为碳素钢和合金钢两大类。碳素钢（简称碳钢）是 的质量 ! 分数在 之间并含有少量 、 、、 等杂质的铁碳合金。碳钢的性能可 # $% $ # ’% () *+ , ( 以满足一般零件和工具的使用要求，且价格低，产量大，工艺性能较好，已成为机械工程 上应用最广泛的金属材料。合金钢是为了改善和提高碳钢的性能或是使之获得某些特 殊性能，在碳钢的基础上，特意加入某些合金元素而得到的钢种。由于合金钢具有比碳 钢更优良的性能，因而合金钢的用量比率在逐年增大。 第一节 钢材生产及其品种和规格 钢铁材料的生产过程，一般是由钢铁厂先用铁矿石等原料经高炉冶炼成生铁，再用 生铁（或加入废钢）在炼钢炉内冶炼成钢液，将钢液浇注成钢锭，最后经轧制等压力加工 方法制成各种钢材。 一、钢材生产简述 （一）炼铁 在高炉中，以铁矿石、焦炭和石灰石为原料，将铁矿石还原为铁并增碳而获得生铁 （ ）的工艺方法，称为炼铁（ ）。炼铁时将预热过的高温空气吹入炉中 ,)- )./+ )./+ 0 12345)+- 使焦炭燃烧，产生高热并生成 ，然后炽热的 使铁矿石中的氧化铁还原为铁（部分 !6 !6 、 、等元素也被还原），铁又吸收 和少量的 、 、、等杂质而成为生铁。 () *+ , ! () *+ , ( · · 87 造物网 第二篇 齿轮加工材料及其力学性能 仅供学习查阅之用 （二）炼钢 在炼钢炉中，通过氧化、造渣等过程，使生铁中的! 和其它杂质含量降低至规定范围 内的工艺方法，称为炼钢（#$$%’()*+ ）。炼钢时，先将生铁（或加上废钢）熔化成液体，然 后吹入空气、氧气或加入铁矿石，使生铁液中多余的 和 、 、、等元素氧化成氧化 ! ,) -* . , 物，以气体（ ）或炉渣形式而去除，使之冶炼成钢。同时，加入生石灰（ ）生成碱性炉 !/ !’/ 渣，以吸收钢液中的. / 、 等。炼钢后期必须进行脱氧，即在钢液中加入脱氧剂（硅 0 1 2$, 铁、锰铁、铝等）以除去钢液中的 。 / 根据钢液的脱氧程度不同，成品钢有镇静钢、沸腾钢和半镇静钢之分。 钢液用锰铁、硅铁和铝充分脱氧，浇入锭模后能平静凝固，这类钢称为镇静钢（3$ ’4 + )5)$3 #$$%）。镇静钢的化学成分和性能较均匀，组织较致密，质量较好。但钢锭上部有集 中缩孔，轧钢前必须切除，故其成材率低，成本较高。机械制造所用的钢多为镇静钢。 当钢液只用锰铁脱氧时，因其脱氧不完全，浇入锭模后，钢液中的 将继续与 反