钢铁热处理前后密度体积改变的测量(2)
2.4 总 结 20
3 结论 21
致 谢 22
参考文献 23
1 绪论
1.1 钢铁的概述
钢铁在工业与生活中都有着广泛的应用，从我们平时可见的大到建筑，桥梁，飞机，小到汽车，家电，生活用品都离不开钢铁以及其制品。
钢铁是铁与C（碳）、Si（硅）、Mn（锰）、P（磷）、S（硫）以及少量的其他元素所组成的合金。其中除Fe（铁）以外，C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用，所以统称为铁碳合金。它是工程技术中最重要、也是最有最主要的，用量最大的金属材料。尽管在文艺复兴之前很久，人们已经懂得使用各种低效的方式来生产钢，但是钢的普及化要等到十七世纪，也就是有了更高效的生产法之后，钢就成了一种可大量生产的廉价材料。后来炼钢的方法经过更多的改进，例如基本氧气炼钢，使得钢的生产价格更低，但同时品质却也更好。时至今日，钢已经成为了世界上普遍的材质，年产量达十三亿吨。在各种建筑，基础设施，工具，船只，汽车，机械，电器及武器中，钢都是一种主要成分。现代钢铁一般用各种标准团体所制定的不同品质标准来区分[1]。
1.2 钢铁的种类
1.21 按碳含量分类
铁碳合金可分为钢与生铁两大类，钢是含碳量0.03%~2%的铁碳合金。碳钢是比较常用的普通钢，加工容易，冶炼方便，价格低廉，而且在多数情况下可以满足使用要求，因此应用十分普遍。按照碳含量不同，碳钢又分为低碳钢，中碳钢和高碳钢。随碳含量的升高。碳钢的硬度增加，韧性也下降。合金钢又称作特种钢，是在碳钢的基础上加入了一种或多种合金元素，使钢的性能和组织机构发生变化，从而具有一些特殊性能，如高硬度，高耐磨，高韧性，耐腐蚀性等等。而经常加入钢中的合金元素有Si，W，Mn，Cr，Ni，Mo，V，Ti等。合金钢的资源相当丰富，除Cr，Co不足，Mn品较低外，W，Mo，V，Ti和稀土金属储量都挺高。在21世纪初，合金钢在钢的总产量中的比例将有大幅度的增加。
碳含量2%~4.3%的铁碳合金称为生铁。生铁硬而脆，但却耐压耐磨。根据生铁中碳存在的形态不同又可分为白口铁，灰口铁和球墨铸铁。白口铁中碳以Fe3C的形态分布，而断口呈银白色，质硬而脆，不能进行机械加工，是炼钢的原料，故又称炼钢生铁。碳以片状石墨形态分布的称灰口铁，断口呈银灰色，易切削，易铸，耐磨。若碳以球状石墨分布则称球墨铸铁，其机械性能，加工性能接近于钢。在铸铁中加入特种合金元素可得特种铸铁，如加入Cr，耐磨性可大幅度提高，在特种条件下有十分重要的应用。
1.2.2 按化学成分分类
按其含碳量的不同，可分为：
(1)低碳钢--含碳量Wc≤0.25%
(2)中碳钢--含碳量Wc＞0.25%~0.61%
(3)高碳钢--含碳量Wc＞0.60%高碳钢一般在军工业和工业医疗业用途比较多。
合金钢为了改善钢的性能，在冶炼的碳素钢的基础上，加入一些合金元素而炼成的钢，如铬钢、锰钢、铬锰钢、铬镍钢等。按其合金元素的总含量，可分为：
(1) 低合金钢--合金元素的总含量≤5%。
(2) 中合金钢--合金元素的总含量5%~10%。
(3) 高合金钢--合金元素的总含量＞10%[1-2]。
1.3 钢的材质属性
在室温下，铁最稳定的形式是体心立方晶格结构的α-铁素体。这是一种颇软的金属材料，而且只能溶解很小量的碳，于723 ℃时上限为0.021wt%，而0℃时则为0.005%。在炼的温度下，若钢的含碳量超过0.021%，它就会转化为面心立方晶格的结构，叫沃斯田铁，或γ-铁。它亦是一种软的金属材料，但是它能溶解相当多的碳，于1,148℃达2.1%，反映出钢的含碳量上限[3]。