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：

　　1、 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；

　　2、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；

　　3、鋼鐵具有良好的物理、機(jī)械和工藝性能；

　　4、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；

　　5、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；

　　6、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(diǎn)，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。

　　一、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：

　　1、屈服點(diǎn)(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(diǎn)。

　　2、 屈服強(qiáng)度(σ0.2)

　　有的金屬材料的屈服點(diǎn)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 。

　　3、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。

　　4、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。

　　5、屈強(qiáng)比(σs/σb)

　　鋼材的屈服點(diǎn)(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。

　　6、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。

　　二、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：

　　1、按品質(zhì)分類

　　1) 普通鋼(P≤0.045%，S≤0.050%)

　　2) 優(yōu)質(zhì)鋼(P、S均≤0.035%)

　　3) 高級優(yōu)質(zhì)鋼(P≤0.035%，S≤0.030%)

　　2、按化學(xué)成份分類

　　1) 碳素鋼： a。低碳鋼(C≤0.25%)；b。中碳鋼(C≤0.25～0.60%)；c。高碳鋼(C≤0.60%)。

　　2) 合金鋼： a。低合金鋼(合金元素總含量≤5%)；b。中合金鋼(合金元素總含量＞5～10%)；

　　c。高合金鋼(合金元素總含量＞10%)。

　　3、按成形方法分類

　　1) 鍛鋼；

　　2) 鑄鋼；

　　3) 熱軋鋼；

　　4) 冷拉鋼。

　　4、按用途分類

　　1) 建筑及工程用鋼：

　　a。普通碳素結(jié)構(gòu)鋼；b。低合金結(jié)構(gòu)鋼；c。鋼筋鋼。

　　2) 結(jié)構(gòu)鋼

　　a。機(jī)械制造用鋼：

　　(a)調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼；(b)表面硬化結(jié)構(gòu)鋼：包括滲碳鋼、滲氨鋼、表面淬火用鋼；(c)易切結(jié)構(gòu)鋼；

　　(d)冷塑性成形用鋼：包括冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼。

　　b。彈簧鋼

　　c。軸承鋼

　　3) 工具鋼：

　　a。碳素工具鋼；b。合金工具鋼；c。高速工具鋼。

　　4) 特殊性能鋼：

　　a。不銹耐酸鋼；b。耐熱鋼：包括抗氧化鋼、熱強(qiáng)鋼、氣閥鋼；c。電熱合金鋼；d。耐磨鋼；e。低溫用鋼；f。電工用鋼。

　　5) 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。

　　5、綜合分類

　　1) 普通鋼

　　a。碳素結(jié)構(gòu)鋼、b。低合金結(jié)構(gòu)鋼、c。特定用途的普通結(jié)構(gòu)鋼

　　2) 優(yōu)質(zhì)鋼(包括高級優(yōu)質(zhì)鋼)

　　a。結(jié)構(gòu)鋼：(a)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；(b)合金結(jié)構(gòu)鋼；(c)彈簧鋼；(d)易切鋼；(e)軸承鋼；(f)特定用途優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。

　　b。工具鋼：(a)碳素工具鋼；(b)合金工具鋼；(c)高速工具鋼。

　　c。特殊性能鋼：(a)不銹耐酸鋼；(b)耐熱鋼；(c)電熱合金鋼；(d)電工用鋼；(e)高錳耐磨鋼。

　　6、按冶煉方法分類

　　7、按金相組織分類