有色金属能炼成什么钢材

（一）走进金属矿产的宫殿

1. 什么是金属矿产

地球上有许多矿产资源，人们又称它为地下宝藏。这些矿产资源是指由地质作用形成的，具有利用价值的，呈固态、液态、气态的自然资源。

人们按照矿产的性质和用途，对矿产资源进行了分类。世界上各国矿产分类不尽相同，我国也有不同的分类。按照我国有关的规定，矿产资源分为能源矿产、金属矿产、非金属矿产、水气矿产四大类。金属矿产是矿产资源的一部分，那么，什么是金属矿产，它与能源、非金属、水气等三大类矿产又有什么不同，其奥秘在哪里？

按照地质学上的定义，金属矿产是指能供工业上提取某种金属元素的矿物原料。这就是说，凡是矿石中可以提取可供工业上利用的金属元素的矿产，都可称为金属矿产。金属矿产有什么特点呢？

第一，金属矿产是用以提取金属的，地球上已发现 50 多种金属元素。金属具有独特的金属光泽，这是人们从外表上区别金属和非金属的重要标志。金属矿产的多数矿石光泽灿烂，具有金属光泽，这是其特点之一。

第二，矿产有固态、液态、气态三种，金属矿产除个别矿种外，绝大多数是固态，这与呈气态或液态的油气矿产和水气矿产完全不同。

第三，金属矿产与非金属矿产虽然绝大多数均为固态，但是两者有很大的不同。金属矿产是提取金属元素，主要是利用矿石中的化学性质；而非金属矿产除少数是用来提取某种非金属元素（如磷、硫等）外，大多数是利用其矿物或矿物集合体（包括岩石）的某些物理、化学性质和工艺特性等，如云母的绝缘性、石棉的耐火、耐酸、绝缘、绝热和纤维特性等。

2. 金属大家族

金属是具特有光泽而不透明（对可见光强烈反射的结果），富有展性、延性及导热性、导电性的这一类物质。金属是一个大家族，通常人们把金属分成两大类：黑色金属和有色金属。

黑色金属这个名字，常常使人误会，以为黑色金属一定是黑的，其实不是这样。黑色金属只有铁、锰与铬钒钛等，而它们都不是黑色的。纯铁是银白色的，锰是银白色的，铬是灰白色的。因为铁的表面常常生锈，盖着一层黑色的四氧化三铁与棕褐色的三氧化二铁的混合物，看去就是黑色的。因此人们称之为“黑色金属”。常说的“黑色冶金工业”，主要是指钢铁工业。因为最常见的合金钢是锰钢与铬钢。而不锈钢是指在普通钢的基础上，加入铬、镍等多种元素炼成的钢材，具有多种类型。

除了黑色金属以外的其他金属划分为有色金属、贵金属、稀有金属。有色金属的颜色是多种多样的，一般都是银白色或灰白色的，但是有一些比较特别，如金为橙黄色，铜为紫红色，铯为黄色等。在有色金属家族中，还有各种各样的分类方法，通常可分为轻金属、重金属：轻金属：是按比重分类，一般把比重小于 5 的金属叫轻金属。例如钠、钾、镁、钙、铝等。周期系中第ⅠA、ⅡA族均为轻金属。重金属：一般是指比重大于5的金属叫重金属。例如铜、锌、钴、镍、钨、钼、锑、铋、铅、锡、镉、汞等，过渡元素大都属于重金属。

通常把金、银和铂族元素称为贵金属。这些金属在地壳中含量较少，不易开采，价格较贵，所以叫贵金属。这些金属对氧和其他试剂较稳定，金、银常用来制造装饰品和硬币。

稀有金属：通常指在自然界中含量较少或分布稀散的金属。例如铍、锂、铌、钽、铯等。它们难于从原料中提取，在工业上制备及应用较晚。稀有金属跟普通金属没有严格的界限，如有的稀有金属在地壳中的含量比铜、汞、镉等金属还要多。稀有金属在现代工业中具有重要的意义，所以把它单独列出来。

金属材料按组成成分可分为纯金属（也称简单金属）和合金（也称复杂金属）。纯金属是指一种金属元素组成的物质。目前已知的纯金属有多种，但工业生产中所采用的为数甚少。合金是指以一种金属元素为主与另外一种（或几种）金属元素（或非金属元素）组成的物质。它的种类很多，如常用的生铁和钢，就是铁碳合金；黄铜就是铜和锌合金；青铜是铜和锡合金等。由于合金的使用性能一般较优于纯金属，因此在工业生产中，合金的应用比纯金属广泛。

金属材料按实用分类可分为黑色金属材料和有色金属材料。黑色金属材料通常又称为钢铁材料，是指铁和铁的合金，如生铁、铁合金、铸铁和钢等。此外，在钢中加入镍、钼、钴、钒、钨、钛和稀有、稀土元素，炼出特殊性能的合金钢，被广泛应用于各种工业部门。有色金属材料又称非铁金属，是指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。

3. 金属矿产大世界

进入金属矿产大世界，真是五彩缤纷，目不暇接。为了便于研究，人们根据金属矿产的性质和用途进行了分类，分类基本上与金属的分类一致，但是，由于其种类繁多，所以更加详细。根据我国储量统计分类，金属矿产分为以下六类：

黑色金属矿产：包括铁矿、锰矿、铬矿、钒矿、钛矿等；

有色金属矿产：包括铜矿、铅矿、锌矿、铝土矿、镍矿、钨矿、镁矿、钴矿、锡矿、铋矿、钼矿、汞矿、锑矿等；

贵金属矿产：包括金矿、银矿、铂族金属（铂、钯、铱、铑、钌、锇）等；

稀有金属矿产：包括铌矿、钽矿、铍矿、锂矿、锆矿、锶矿、铷矿、铪矿、铯矿等；

稀土金属矿产：包括钪矿、轻稀土矿（镧、铈、镨、钕、钜、钐、铕）、重稀土矿（钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇）等；

分散元素金属矿产：包括锗矿、镓矿、铟矿、铊矿、铼矿、镉矿、硒矿、碲矿等。

此外，有放射性金属铀矿、钍矿等，目前我国已归于能源矿产中，此不论述。

（二）金属矿产与人类文明

1. 人类文明的标志

人类社会的发展与矿产资源的利用有密切的联系。1849 年丹麦考古学家汤姆逊按照人类使用的工具类型将人类社会分为石器时代、铜器时代和铁器时代，这已成为全球共同的发展模式。以使用的工具类型划分人类文明时代，这表明矿产的利用对社会进步和文明发展有极大的作用。

人类演化的很长时期是使用石器，大约 1 万多年前，人类开始使用自然铜打造各种工具，导致人类铜器时代的出现。后来，又在冶炼铜时加入锡，炼出了“青铜”，这是一种更加坚硬的合金，被广泛应用于人类的生产和生活之中。青铜的出现大大改善了人类的生产工具和战斗武器，提高了人类的文化和技艺水平，把人类文明推进到一个崭新的阶段。

大约在公元前 4000 年，古埃及人和苏美尔人就利用天然的陨石铁来制作矛及饰物。大约在 3400 年前，小亚细亚赫梯人最早用铁矿炼铁并生产铁器。铁器的出现，广泛应用于人类生产和生活，在人类历史上起了重大的革命作用，不仅促进了生产的发展，而且把人类带入了一个新的文明时代。

从铜器到铁器的时代，是利用金属矿产的开始时代，金属成为人类文明的象征，载入了世界史册。

我国是世界文明古国之一，在青铜时代和铁器时代，创造了灿烂光辉的人类文明。我国青铜时代约始于公元前 21 世纪到公元前 500 年，共约 1500 年历史，相当于夏、商、西周和春秋时期。我国铁器时代大约起始于距今 2800 年前的西周末期，冶铁工艺在世界上处于领先地位。铁器时代给中国带来了巨变，社会由奴隶制向封建制过渡，并经过兼并战争，建立起中国历史上空前统一的秦帝国。铁器在秦汉时期进一步推广，到东汉时期最终代替了青铜器。

新疆青铜时代和铁器时代，闪烁着文明的光辉。据考古资料，新疆青铜时代约始于公元前2000 年到公元前 700 年，这一时期处于以畜牧经济为主的原始氏族公社时期。新疆铁器时代出现年代，据考古资料，大约距今 2700 年到 2200 年，相当于东周时期。

2. 国力的体现

随着社会的发展和科技进步，人们使用金属矿产的范围和数量急剧增加。19 世纪工业革命以来，铁的消耗量比原来增加了 100 倍，铜的消耗量增加了 80 倍。进入 20 世纪以来，增加速度更加迅速，许多金属矿产的消耗量增加了几十倍到上千倍。金属矿产是国民经济、人民日常生活及国防工业、尖端工业和高科技产业必不可少的基础材料和重要的战略物资。钢铁和有色金属的产量往往被认为是一个国家国力的体现。

金属矿产资源在全球地理上分布的不均衡性，必然造成了国家间矿产资源分布的不均衡，进而导致不同国家对全球资源拥有的巨大差异。全球主要战略金属矿产资源丰富，分布非常集中。据近年来资料，世界铁矿储量为 1600 亿吨（矿石），储量基础为 3700 亿吨，主要分布在巴西、俄罗斯、澳大利亚等 10 国，占世界的 89% 以上。世界铜矿储量基础（金属）为 94000万吨，主要分布在智利、美国、中国、秘鲁等10国，占世界的84%。世界铝土矿储量基础（金属）为 330 亿吨，主要分布在澳大利亚、几内亚、巴西等 10 国，占世界的 84% 以上。

进入 21 世纪以来，全球经济继续以高速增长，矿产品市场出现了前所未有的供需两旺、价格全面上涨的局面。钢铁市场需求强劲，产量与消费均创新高。2004 年全球粗钢产量达到10.35 亿吨，比上年增长了 6.9%。世界铁矿石总产量的 49% 用于出口，2004 年海运铁矿石国际贸易量净增 8.9%，达到创纪录的 6.38 亿吨。有色金属市场开始出现供应短缺，价格普遍大幅度上涨。2004 年 6 种主要有色金属全球总产量为 6451.64 万吨，比上年增长 4.93%，铜、锌、锡、镍等供不应求。由于供应短缺，导致 2004 年价格全面上涨，铝价上涨 19.7%，铜价上涨62.3%，铅价上涨 72.8%，锌矿上涨 23.8%，镍价上涨 40.4%，锡价上涨 81.8%。受黄金价格大幅飙升的影响，大多数贵金属价格普遍上涨。但是，在 2008 年国际金融危机以来，钢铁、有色金属等价格下跌，产业受到影响。

3. 我国社会主义现代化建设与金属矿产

新中国成立以来，经过 50 多年的努力，目前我国已成为世界上的矿产资源大国和矿业生产大国。

我国已成为金属矿产资源大国，已探明储量的矿产有 54 种，资源储量丰富，分布广泛。已查明资源储量中，稀土金属矿、钨矿、锑矿、钛矿等居第一位，锡矿、钼矿、铅矿、锌矿等居世界前列。

目前，我国是金属矿业大国。2007 年，我国铁矿石产量 7.07 亿吨（精矿），粗钢产量 4.90亿吨，居世界第一位；十种有色金属产量 2351 万吨，居世界第一位。

我国大宗矿产品进口量持续增长，成为世界进口大国。铁矿石（砂）、锰矿石（砂）、铬铁矿石、铜精矿等金属矿产进口量较大，2007 年我国矿产进口量为：铁矿石 3.84 亿吨，铜矿石453 万吨，铬铁矿石 609 万吨，锰矿石 664 万吨。矿产品消费对外依存度仍然居高不下。（据2009 年公布的新一轮矿产资源规划，据预测，到 2020 年，我国铁矿石对外依存度 40% 左右，铜对外依存度达 70%。

我国正处于工业化加速时期，未来 20 年，我国矿产资源需求量仍将高速增长，未来资源供需形势将持续严峻。根据有关部门预测，金属矿产可供储量严重短缺的矿产有铬、铜、锌、钴、铂族金属、镍等，可供储量短缺的矿产有铁、锰、铝土矿、锡、铅、镍、锑、金等。矿产资源不仅涉及我国社会主义现代化建设，而且与国家安全密切相关，与人民生活息息相关，因此，寻找更多更好的金属矿产已成为一项重要的历史任务。

（三）新疆是我国金属矿产资源宝地

1. 打开金属矿产宝库的战斗

新疆这块宝地引起国内外人们瞩目，正如《我们新疆好地方》歌曲中所唱那样：“我们新疆好地方……煤铁金银遍地藏。”新中国建立以后，在新疆大地上掀起寻找金属矿产宝藏的战斗，突出的是五大资源基地的寻宝之战。

稀有金属资源基地：在 20 世纪 30 年代发现了可可托海稀有金属矿床，并进行了开采，50年代以来加强了全疆特别是阿尔泰山的全面普查找矿，发现了大量的稀有金属矿，建设了矿山，成为我国最早的稀有金属资源基地。

铁矿资源基地：50 年来，在新疆掀起了三次铁矿普查找矿高潮，第一次是上世纪 50 ～ 60年代新疆铁矿会战，为新疆钢铁工业发展找到了铁矿资源；第二次是 70 年代开展的全国富铁矿会战，新疆作为重点地区进行了大量的工作；第三次是 21 世纪初的铁矿大勘查，发现了重要铁矿，扩大资源储量，为建设新疆铁矿基地做出了贡献。

铬矿资源基地：铬矿是我国急缺的战略资源，20 世纪 60 年代全国在新疆开展了铬矿大会战，并通过以后的工作，找到了资源储量居我国第二位的萨尔托海铬矿床，建设了我国的第二个铬矿资源基地。

有色金属资源基地：根据我国对铜矿、镍矿、铅锌矿等有色金属矿的急需，50 年来不断加强地质工作，找到多处矿床，其中包括有我国著名的大型矿床，如阿尔泰山的阿舍勒铜矿、可可塔勒铅锌矿，东天山的土屋铜矿、黄山地区铜镍矿、彩霞山铅锌矿，西天山地区的乌拉根铅锌矿，昆仑山的黄羊岭锑汞矿、白干湖锡钨矿等。同时，从 1986 年开始国家在新疆开展了“加速查明新疆矿产资源的地质、地球物理、地球化学综合研究”（简称国家“305”项目）科技攻关，以有色金属矿和金矿为重点，取得了丰硕成果，这些均为建设我国有色金属资源基地提供了资源。

黄金基地：新疆自古以来以金矿驰名于世，50 年来，开展了金矿普查找矿，发现了多处矿床，探明资源储量增加幅度很快，使新疆成为我国重要的黄金产地。

2. 金属矿产的五大特点

新疆金属矿产有什么秘密，特点是什么呢？主要有以下五大方面：

一是矿产种类多，资源配套好。新疆目前发现矿种 138 种中有金属矿产 43 种，为全国金属矿产 54 种的 82%。金属矿产中有黑色金属矿产 5 种，有色金属矿产 13 种，贵金属矿产 7 种，稀有金属、稀土金属和稀散元素 18 种。这些矿产配套程度高，为建设钢铁工业、有色金属工业、黄金工业等奠定了坚实的基础。同时，根据成矿地质条件，金属矿产的种类今后还可能增加，有望找到全国绝大多数的金属矿产。

二是矿产资源储量丰富。截至 2007 年底，金属矿产探明矿产资源储量矿种有 30 种，其中黑色金属矿产 5 种，有色金属矿产 11 种，贵金属矿产 4 种，稀有金属矿产 12 种。新疆金属矿产资源储量在全国占有重要的地位，保有储量居全国首位有铍矿，居全国第二位有镍矿和铯矿，全国第三位有铂矿和钯矿，全国第四位有铬矿和锂矿，全国第七位有钛矿，全国第八位有铜矿、钴矿、铋矿，全国第九位有锰矿、钽矿，全国第十位有铌矿。新疆优势矿产有 8 大类 28种，其中金属矿产有 9 种，包括黑色金属矿产的铁矿、铬矿，有色金属矿产的铜矿、镍矿、铅锌矿，贵重金属矿产的金矿，稀有金属矿产的铍矿、锂矿等。特别是近年来，发现和评价了一些大型金属矿床，资源储量有大幅度增长。

三是资源潜力大。新疆地处欧亚大陆腹地，地层发育完全，构造岩浆活动频繁，地质演化历史复杂，成矿地质条件良好，矿产资源有巨大的潜力。世界三大巨型成矿域有两个跨过新疆，毗邻国家的 32 个重要成矿带有 16 个延入新疆。中亚成矿域是超大型金属矿床的集中区，其中世界著名的超大型金属矿床就有 58 个。通过对比研究，新疆可与周边国家的地质成矿条件相对比，有发现大型至超大型矿床的成矿条件。

四是矿石质量好，伴生和共生多。新疆有我国急缺的富矿，如富铁矿、富铜矿、富镍矿等。同时有优质耐火级铬铁矿。金属矿产共生和伴生多，如稀有金属矿中常有铍、锂、铌、钽、铯等，有色金属矿中有铜、铅、锌、铂、金、银矿等，黑色金属矿中有铁、钒、钛等。

五是分布广泛，有一定特色。新疆金属矿产点多面广、遍及三山和两盆周边，矿产地近2000 处，被开采和利用的矿床和矿点不下千处。新疆金属矿产的地域分布具有独特性和集中性。如铁矿主要集中在阿尔泰山东段麦兹盆地、天山东段觉罗塔格南带和中天山及西昆仑山西段等。这种地域性分布特征，显然是受其地史发展、地质背景和成矿条件的独特性和个性所制约。锰矿集中在西部天山和甘新边界上的红柳河至照东一带，既受生成时代的限制，又受古海盆沉积部位的影响。铬矿、铜镍矿、钒钛矿受区域性深断裂控制，依附于基性至超基性岩带。斑岩型铜矿、铜钼矿与酸性岩浆岩（花岗岩类）的生因关系密切。稀有稀土金属矿产的成矿空间，离不开古老变质岩带和年轻的偏酸性花岗岩。具有一定规模的铅锌矿，多与古海盆火山岩和碳酸盐类有关。这些说明，在千姿百态的金属矿产世界里，元素各自具有自身条件，有自己的习性、爱好和与之结合的元素群；同时也要去寻找自己最佳的生存环境。地质矿产工作者的使命，就是要去不断地总结、研究、推论和预测这些现象，而最终达到发现矿产之目的。

3. 建设我国的金属矿产资源基地

新疆占全国国土面积的六分之一，是我国的资源型省区，是多民族聚居的边疆地区，是我国重要的能源资源战略基地，是西部地区经济增长的重要支点，是对外开放的重要门户，是西北边疆的战略屏障。新疆是我国实施西部大开发的重点，在中国发展和稳定大局中具有特殊重要的战略地位。党中央和国务院对新疆十分重视和关心，对新疆的稳定和发展做出了重大战略决策和部署，明确指出新疆要加快实施以市场为导向的优势资源转换战略，着力培育和发展特色产业，重点建设石油、天然气开采和加工供应基地，煤炭开发储备和煤层气开发利用基地，国家其他急需矿产资源开采和加工基地。

根据新疆资源特点，建设国家急需的矿产资源开采和加工基地中，金属矿产有重要地位。今后将进一步加大铜、镍、铅、锌等有色金属和铍、锂为主的稀有金属，以及铁等黑色金属和金、银等贵金属的勘查，实现找矿重大突破。发现和评价一批在全国有影响的大型和超大型矿床，探明大量资源储量，为建设全国的铁矿资源基地、有色金属资源基地（含稀有金属）、黄金资源基地做出贡献。

有色金属又称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。另外在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等，这些金属主要用作合金附加物，以改善金属的性能，其中钨、钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。以上这些有色金属都称为工业用金属，此外还有贵重金属：铂、金、银等和稀有金属，包括放射性的铀、镭等。

钢和铁的主要不同在于：

1.钢由生铁再炼而行，有较高的机械强度和韧性，还具有耐热、耐腐蚀、耐磨等特殊性能。铁在自然界中蕴藏量极为丰富，占地壳元素含量的5％，居地球物质中的第四位。铁元素很活泼，容易与其它物质结合。

2.含碳量低于2.11%的铁碳合金称为钢，把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼，即得到钢。

问题二：常用有色金属模具材料有哪些 (1)锌基合金

锌基合金主要由锌和适量的铝、铜等元素构成，熔点低(约320～450℃)，但具有一定的强度和韧性，其铸造性能好，用以铸造几何形状复杂、分型面不规则、机械加工困难的各种型腔板或型芯。锌基合金主要用于生产批量不大的场合，且一次使用后还可以重熔以供二次利用，具有一定的经济效益。因为该材料允许使用的工作温度低，通常不得大于150～170℃，仅用于热塑性塑料模具。

(2)铍铜

铍铜的主要成分是铜，添加了少量的铍和钴。铍铜经热处理后可达到较高的硬度（通常HRC40～50），有较佳耐磨性、耐热疲劳。利用压力或精密铸造可制作结构形状复杂、不易切削加工成形的模具成形零件。在铍铜表面镀铬可使之具有防腐蚀性能。铍铜的热导率高，因此，它在塑料模中主要用来制作导热零件。铍铜的价格较贵。

(3)铝合金

铝合金除了可以采用切削加工之外，还可以进行塑性加工或精铸成型。因为用铝合金来制作模具可以大大缩短加工周期，从而使制品生产比较经济。但是，铝合金的强度、硬度、耐热性、电镀性和焊接性都比钢材低得多，所以只能在制作小批量或试制模具时使用。发泡注射模因受到模腔压力不大，用铝合金模具可实现中等批量制品的生产。此外，由于、铝合金的热导率高，常用来制造中空吹塑模的型腔。

问题三：有色金属材料黄铜是什么组成的合金 黄铜是由铜和锌所组成的合金。由铜、锌组成的黄铜就叫作普通黄铜。黄铜常被用于制造阀门、水管、空调内外机连接管和散热器等。

当含锌量小于 35% 时，锌能溶于铜内形成单相 a ，称单相黄铜 ，塑性好，适于冷热加压加工。

当含锌量为36%~46%时，有 a 单相还有以铜锌为基的β固溶体，称双相黄铜， β相使黄铜塑性减小而抗拉强度上升，只适于热压力加工。

若继续增加锌的质量分数 ，则抗拉强度下降，无使用价值。

问题四：经营范围中金属材料(不含有色金属)包括哪些 就只包括铁、铬、锰三种金属材料了，其它的金属材料都属于有色金属。

问题五：金属的分类 黑色金属有色金属还有另一些新型金属材料叫什么，要权威 10分 根据不同的需要，材料有不同的分类方法。

就金属来说，分黑色和有色，还可以分轻金属和重金属。

按功能来说，分普通材料和特种材料。

把需要鉴别的钢铁材料，先用凿或锯开一个缺口，然后垫空敲断，用肉眼观察断口的方法来鉴别材料。通过观察断口的形状来判断金属内部结构和材质是一种最简易而又实际可行的方法之一。

金属的破断及其断面情况比较复杂，此处只简单介绍一下常用材料的断口特征。

1 灰口铸铁：在敲击时容易折断，断口呈暗灰色，结晶颗粒粗大。

2 白口铸铁：在敲击时灰口铸铁更容易折断，断口呈白亮色，结晶颗粒较灰口铸铁细。

3 低碳钢：因为塑料较好，必须先开缺口，敲击时不易折断，断裂后在断口附近有塑性变形现象，断口呈银白色，能清晰看到均匀的结晶颗粒。

4 中碳钢：在折断时塑性变形现象不如低碳钢那么明显，断口的结晶颗粒比低碳钢细致。

5 高碳钢：在折断时塑性变形现象不明显，甚至没有变形现象，断口的结晶颗粒很细密

敲击音鉴别法

该法主要用于鉴别灰铸铁和钢。灰铸铁被敲击所发出的声音沙哑，无余音；同样形状的钢被敲击时，声音清脆，常有悦耳余音。这主要是因为灰铸铁中的石墨常呈条状，好似有许多裂纹的钢，敲击当然声音沙哑；同时，这也使它具有优良的吸振性。

磁性鉴别法

磁性鉴别法主要用于鉴别奥氏体不锈钢。按组织形态，不锈钢大致分为 4 种，即奥氏全不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢和双相不锈钢。这 4 种不锈钢中，只有奥氏体不锈钢无磁性，其余三种不锈钢均有磁性。反过来，只要确定一种材料是铁基金属（不是有色金属），表面银白光亮，且无磁性，则必为奥氏体不锈钢

金相鉴别法

在金相显微镜下，铁素体、珠光体、渗碳体三者的比例反映了碳素钢含碳量的高低；灰铸铁内含石墨，且石墨常呈灰色条状，球墨铸铁中石墨则呈球粒状。其他合金也各自具有自己独特的光学特性，参见有关金相学书籍。

点试鉴别法

点试鉴别法是一种简易、定性的快速化验法，但其能鉴别的元素种类有限，以下是常用的鉴别合金是否含有铬和镍的方法。

a. 将稀盐酸和浓磷酸按 1 ： 1 混合，然后将制备好的试剂点在锉光的金属面上，待 1h 后，如有铬，被试剂点的部位会变绿。

b. 在 600ml 80% 的乙酸液中混合二甲基乙二醛肟 1g ，再加入 30ml 浓氢氧化铵和 10g 柠檬酸铵，制成试剂后，将其点在锉光的金属面上 3~5min 后，如有镍，被试剂点的部位会变红。

前几种鉴别钢铁材质的方法虽然简单可行，但大多为定性估计，在工业生产中尚远远满足不了钢铁业对废钢铁成份进行快速、准确、定量分选的要求。在钢铁企业，现在普遍采用光谱分选仪、无损分选仪等设备，对各种牌号钢铁进行分选和鉴别。光谱分选仪的原理是根据每一种元素特有的特征谱线（包括发射光谱和吸收光谱）来鉴别物质和确定它的化学组成，其具有灵敏度高、检测速度快、准确率高的优点。无损分选仪的原理是根据具有不同导磁性、不同的硬度值的材料以及不同的缺陷（如裂纹、气孔、夹杂等）均对磁场具有不同的影响。当将被测物件放入均匀分布着磁场的探头时，就会产生一个变化的磁场量，该变化的磁场量通过探头传送给仪器，经仪器处理后便可直接显示材料的品种，从而实现对工件材质的快速鉴别和区分。

1、钢材的概念：钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成我们所需要的各种形状、尺寸和性能的材料。

钢材是国家建设和实现四化必不可少的重要物资，应用广泛、品种繁多，根据断面形状的不同、钢材一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类、为了便于组织钢材的生产、订货供应和搞好经营管理工作，又分为重轨、轻轨、大型型钢、中型型钢、小型型钢、钢材冷弯型钢，优质型钢、线材、中厚钢板、薄钢板、电工用硅钢片、带钢、无缝钢管钢材、焊接钢管、金属制品等品种。

2、钢材的生产方法

大部分钢材加工都是钢材通过压力加工，使被加工的钢（坯、锭等）产生塑性变形。根据钢材加工温度不钢材同以分冷加工和热加工两种。钢材的主要加工方法有：

轧制：将钢材金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙（各种形状），因受轧辊的压缩使材料截面减小，长度增加的压力加工方法，这是生产钢材最常用的生产方式，主要用来生产钢材型材、板材、管材。分冷轧、热轧。

锻造钢材：利用锻锤的往复冲击力或压力机的压力使坯料改变成我们所需的形状和尺寸的一种压力加工方法。一般分为自由锻和模锻，常用作生产大型材、开坯等截面尺钢材寸较大的材料。

拉拨钢材：是将已经轧制的金属坯料（型、管、制品等）通过模孔拉拨成截面减小长度增加的加工方法大多用作冷加工。

挤压：是钢材将金属放在密闭的挤压简内，一端施加压力，使金属从规定的模孔中挤出而得到有同形状和尺寸的成品的加工方法，多用于生产有色金属材钢材

一、黑色金属、钢和有色金属 在介绍钢的分类之前先简单介绍一下黑色金属、钢材钢与有色金属的基本概念。

1、黑色金属是指铁和铁的合金。如钢、生铁、铁合金、铸铁等。钢和生铁都是以铁钢材为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。

生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品，主要用来炼钢和钢材制造铸件。 把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼，即得到铸铁（液状），把液状铸铁浇铸成铸件钢材，这种铸铁叫铸铁件。

铁合金是由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金，铁合金是炼钢的原料之一，在钢材炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添加剂用。

2、把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼，即得到钢。钢的产品有钢锭、连铸坯和直钢材接铸成各种钢铸件等。通常所讲的钢，一般是指轧制成各种钢材的钢。钢材钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。

3、钢材有色金属又称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。另外在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴钢材、钒、钨、钛等，这些金属主要用作合金附加物，以改善金属的性能，其中钨、钢材钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。以上这些有色金属都称为工业用金属，钢材此外还有贵重金属：铂、金、银等和稀有金属，包括放射性的铀、镭等钢材。

二、钢材材质分类

钢是钢材含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。钢的分类方法多种钢材多样，其主要方法有如下七种：

1、钢材按品质分类

(1) 普通钢（P≤0.045%，S≤0.050%）

(2) 优钢材质钢（P、S均≤0.035%）

(3) 高级优质钢（P≤0.035%，S≤0.030%）

2.、按化学成份分类

(1) 碳素钢：钢材a.低碳钢（C≤0.25%）；b.中碳钢（C≤0.25~0.60%）；c.高碳钢（C≤0.60%）。

(2) 合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量≤5%）；b.中合金钢（合金元素总含量＞5~10%）；c.高合金钢（合金元素总含量＞10%）。

3、钢材按成形方法分类：(1) 锻钢；(2) 铸钢；(3) 热轧钢；(4) 冷拉钢。

4、钢材按金相组织分类

(1) 退火状态的：a.亚共析钢（铁素体+珠光体）；b.共析钢（珠光体）；c.过共钢材析钢（珠光体+渗碳体）；d.莱氏体钢（珠光体+渗碳体）。

(2) 正火状态的：a.珠光体钢；b.贝氏体钢；c.马氏体钢；d.奥氏体钢。

(3) 钢材无相变或部分发生相变的 5、按用途分类

(1) 建筑及工程用钢：a.普通碳素结构钢；b.低合金结构钢；c.钢筋钢。

(2) 钢材结构钢

a.机械制造用钢：(a)调质结构钢；(b)表面硬化结构钢：包括渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢；(c)易切结构钢；(d)冷塑性成形用钢：包括冷冲压用钢、冷镦用钢。

b.弹簧钢

c.轴承钢

(3) 工具钢：a.碳素工具钢；b.合金工具钢；c.高速工具钢。

(4) 特殊性能钢：a.不锈耐酸钢；b.耐热钢：包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢；c.电热合金钢；d.耐磨钢；e.低温用钢；f.电工用钢。

(5) 专业用钢——如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。

6、综合分类

(1)普通钢

a.碳素结构钢：(a) Q195；(b) Q215(A、B)；(c) Q235(A、B、C)；(d) Q255(A、B)；(e) Q275。

b.低合金结构钢

c.特定用途的普通结构钢

(2)优质钢（包括高级优质钢）

a.钢材结构钢：(a)优质碳素结构钢；(b)合金结构钢；(c)弹簧钢；(d)易切钢；(e)轴承钢；(f)特定用途优质结构钢。

b.工具钢：(a)碳素工具钢；(b)合金工具钢；(c)高速工具钢。

c.特殊性能钢：(a)不锈耐酸钢；(b)耐热钢；(c)电热合金钢；(d)电工用钢；(e)高锰耐磨钢。

7、按冶炼方法分类

(1) 按炉种分

a.平炉钢：(a)酸性平炉钢；(b)碱性平炉钢。

b.转炉钢：(a)酸性转炉钢；(b)碱性转炉钢。或 (a)底吹转炉钢；(b)侧吹转炉钢；(c)顶吹转炉钢。

c. 电炉钢：(a)电弧炉钢；(b)电渣炉钢；(c)感应炉钢；(d)真空自耗炉钢；(e)电子束炉钢。

(2)钢材按脱氧程度和浇注制度分

a.沸腾钢；b.半镇静钢；c.镇静钢；d.特殊镇静钢。

钢号四种

I级 HPB235(Q235)钢筋，标准强度 235 N/mm2

Ⅱ级 HRB335(20MnSi) 335

Ⅲ HRB400(20MNSiV) 400

Ⅳ RRB400(20MnSi) 400

综合钢材材质分类： (1)普通钢a.碳素结构钢：(a) Q195；(b) Q215(A、B)；(c) Q235(A、B、C)；(d) Q255(A、B)；(e) Q275。b.低合金结构钢c.特定用途的普通结构钢

(2)优质钢（包括高级优质钢）

a.结构钢：(a)优质碳素结构钢；(b)合金结构钢；(c)弹簧钢；(d)易切钢；(e)轴承钢；

(f)特定用途优质结构钢。

b.工具钢：(a)碳素工具钢；(b)合金工具钢；(c)高速工具钢。c.特殊性能钢：(a)不锈耐酸钢；(b)耐热钢；

(c)电热合金钢；(d)电工用钢；(e)高锰耐磨钢

生铁是含碳量在2%——4.3%的铁合金

钢是含碳量在0.03%-2%之间的铁合金

铁就是铁，一种金属单质

其实我们生活中大部分用的都是钢，比如自行车啊，钢铁是广义的，没什么意义，铁丝，由于含碳较少，俗称铁而不是钢了。

以下是详细的划分方法：

1.按化学成分分 (1)碳素钢 碳素钢是指钢中除铁、碳外，还含有少量锰、硅、硫、磷等元素的铁碳合金，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%～0.60%

3)高碳钢--含碳量wc>0.60%

(2)合金钢 为了改善钢的性能，在冶炼碳素钢的基础上，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%

2.按冶炼

设备分 (1)转炉钢 用转炉吹炼的钢，可分为底吹、侧吹、顶吹和空气吹炼、纯氧吹练等转炉钢；根据炉衬的不同，又分酸性和碱性两种

(2)平炉钢 用平炉炼制的钢，按炉衬材料的不同分为酸性和碱性两种，一般平炉钢多为碱性

(3)电炉钢 用电炉炼制的钢，有电弧炉钢、感应炉钢及真空感应炉钢等。工业上大量生产的，是碱性电弧炉钢

3.按浇注前脱氧程度分 (1)沸腾钢 属脱氧不完全的钢，浇注时在钢锭模里产生沸腾现象。其优点是冶炼损耗少、成本低、表面质量及深冲性能好；缺点是成分和质量不均匀、抗腐蚀性和力学强度较差，一般用于轧制碳索结构钢的型钢和钢板

(2)镇静钢 属脱氧完全的钢，浇注时在钢锭模里钢液镇静，没有沸腾现象。其优点是成分和质量均匀；缺点是金属的收得率低，成本较高。一般合金钢和优质碳素结构钢都为镇静钢

(3)半镇静钢 脱氧程度介于镇静钢和沸腾钢之间的钢，因生产较难控制.目前产量较少

4.按钢的

品质分 (1)普通钢 钢中含杂质元素较多，含硫量ws一般≤O.05%，含磷量wP≤0.045%，如碳素结构钢、低合金结构钢等

(2)优质钢 钢中含杂质元素较少，含硫及磷量ws、wp，一般均≤0.04%，如优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢和合金工具钢、弹簧钢、轴承钢等

(3)高级优质钢 钢中含杂质元素极少，含硫量ws一般≤O.03%，含磷量wP≤0.035%，如合金结构钢和工具钢等。高级优质钢在钢号后面，通常加符号“A”或汉字“高”，以便识别

5.按钢的用途分 (1)结构钢 1)建筑及工程用结构钢--简称建造用钢，它是指用于建筑、桥梁、船舶、锅炉或其他工程上制作金属结构件的钢。如碳素结构钢、低合金钢、钢筋钢等

2)机械制造用结构钢--是指用于制造机械设备上结构零件的钢。这类钢基本上都是优质钢或高级优质钢，主要有优质碳素结构钢、合金结构钢、易切结构钢、弹簧钢、滚动轴承钢等

(2)工具钢 一般用于制造各种工具，如碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢等。如按用途又可分为刃具钢、模具钢、量具钢

(3)特殊钢 具有特殊性能的钢，如不锈耐酸钢、耐热不起皮钢、高电阻合金、耐磨钢、磁钢等

(4)专业用钢 这是指各个工业部门专业用途的钢，如汽车用钢、农机用钢、航空用钢、化工机械用钢、锅炉用钢、电工用钢、焊条用钢等

6.按制造加工形式分 (1)铸钢 铸钢是指采用铸造方法而生产出来的一种钢铸件。铸钢主要用于制造一些形状复杂、难于进行锻造或切削加工成形而又要求较高的强度和塑性的零件

(2)锻钢 锻钢是指采用锻造方法而生产出来的各种锻材和锻件。锻钢件的质量比铸钢件高，能承受大的冲击力作用，塑性、韧性和其他方面的力学性能也都比铸钢件高，所以凡是一些重要的机器零件都应当采用锻钢件

(3)热轧钢 热轧钢是指用热轧方法而生产出来的各种热轧钢材。大部分钢材都是采用热轧轧成的，热轧常用来生产型钢、钢管、钢板等大型钢材，也用于轧制线材

(4)冷轧钢 冷轧钢是指用冷轧方法而生产出来的各种冷轧钢材。与热轧钢相比，冷轧钢的特点是表面光洁、尺寸精确、力学性能好。冷轧常用来轧制薄板、钢带和钢管

(5)冷拔钢 冷拔钢是指用冷拔方法而生产出来的各种冷拔钢材。冷拔钢的特点是：精度高、表面质量好。冷拔主要用于生产钢丝，也用于生产直径在50mm以下的圆钢和六角钢，以及直径在76mm以下的钢管

我国有色金属工业经过多年建设和发展，已经形成了包括矿山、冶炼、加工和地质勘探、工程勘察设计、建筑施工、科研教育等部门构成的完整工业体系。有色金属，是指除铁、锰、铬构成的黑色金属以外的所有金属的总称。与黑色金属相比，更具有耐蚀性、耐磨性、导电性、导热性、韧性、高强度性、放射性、易延性、可塑性、易压性和易轧性等特殊性能。它是发展现代工业、现代国防和现代科学技术不可缺少的重要材料。

钢铁工业系指生产生铁、钢、钢材、工业纯铁和铁合金的工业，是世界所有工业化国家的基础工业之一。经济学家通常把钢产量或人均钢产量作为衡量各国经济实力的一项重要指标。钢铁工业亦称黑色冶金工业。钢铁工业是重要的基础工业部门，是发展国民经济与国防建设的物质基础。冶金工业的水平也是衡量一个国家工业化的标志。钢铁工业是庞大的重工业部门。它的原料、燃料及辅助材料资源状况，影响着钢铁工业规模、产品质量、经济效益和布局方向。

板 材：中厚板 容器板 中板 碳结板 锅炉板 低合金板 花纹板 冷板 热板 冷卷板 热卷板 镀锌板 电镀锌板 电镀锌卷 锰板 不锈钢板 硅钢片 彩涂板 彩钢瓦楞铁 镀锌卷板 热轧带钢

管 材：焊管 不锈钢管 热镀锌管 冷镀锌管 无缝管 螺旋管 热轧无缝

金属材料：生铁 马口铁 铝 铅 黄铜 锡 锌

一、黑色金属、钢和有色金属

在介绍钢的分类之前先简单介绍一下黑色金属、钢与有色金属的基本概念。

1、黑色金属是指铁和铁的合金。如钢、生铁合金、铸铁等。钢和生铁都是以铁为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品，主要用来炼钢和制造铸件。把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼，即得到铸铁（液状），把液状铸铁浇铸成铸件，这种铸铁叫铸铁件。

铁合金是由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金，铁合金是炼钢的原料之一，在炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添加剂用。

2、把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼，即得到钢。钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。通常所讲的钢，一般是指轧制成各种钢材的钢。钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。

3、有色金属又称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。另外在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等，这些金属主要用作合金附加物，以改善金属的性能，其中钨、钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。以上这些有色金属都称为工业用金属，此外还有贵重金属：铂、金、银等和稀有金属，包括放射性的铀、镭等。

二、钢的分类

钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。钢的分类方法多种多样，其主要方法有如下七种：

1、按品质分类

(1) 普通钢（P≤0.045%，S≤0.050%）

(2) 优质钢（P、S均≤0.035%）

(3) 高级优质钢（P≤0.035%，S≤0.030%）

2.、按化学成份分类

(1) 碳素钢：a.低碳钢（C≤0.25%）；b.中碳钢（C≤0.25~0.60%）；c.高碳钢（C≤0.60%）。

(2)合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量≤5%）b.中合金钢（合金元素总含量＞5~10%）c.高合金钢（合金元素总含量＞10%）。

3、按成形方法分类：(1) 锻钢；(2) 铸钢；(3) 热轧钢；(4) 冷拉钢。

4、按金相组织分类

(1) 退火状态的a.亚共析钢（铁素体+珠光体）b.共析钢（珠光体）c.过共析钢（珠光体+渗碳体）d.莱氏体钢（珠光体+渗体）。

(2) 正火状态的：a.珠光体钢；b.贝氏体钢；c.马氏体钢；d.奥氏体钢。

(3) 无相变或部分发生相变的

5、按用途分类

(1) 建筑及工程用钢：a.普通碳素结构钢；b.低合金结构钢；c.钢筋钢。

(2) 结构钢a.机械制造用钢：(a)调质结构钢；(b)表面硬化结构钢：包括渗碳钢、氨钢、表面淬火用钢；(c)易切结构钢；(d)冷塑性成形用钢：包括冷冲压用钢、冷镦用钢。 b.弹簧钢 c.轴承钢

(3) 工具钢：a.碳素工具钢；b.合金工具钢；c.高速工具钢。

(4) 特殊性能钢：a.不锈耐酸钢b.耐热钢包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢c.电热合金钢；d.耐磨钢；e.低温用钢；f.电工用钢

(5) 专业用钢——如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。

6、综合分类

(1)普通钢a.碳素结构钢：(a) Q195；(b) Q215(A、B)；(c) Q235(A、B、C)；(d) Q255(A、B)；(e) Q275。b.低合金结构钢c.特定用途的普通结构钢

(2)优质钢（包括高级优质钢）

a.结构钢：(a)优质碳素结构钢；(b)合金结构钢；(c)弹簧钢；(d)易切钢；(e)轴承钢；

(f)特定用途优质结构钢。

b.工具钢：(a)碳素工具钢；(b)合金工具钢；(c)高速工具钢。c.特殊性能钢：(a)不锈耐酸钢；(b)耐热钢；

(c)电热合金钢；(d)电工用钢；(e)高锰耐磨钢。

7、按冶炼方法分类

(1) 按炉种分a.平炉钢:(a)酸性平炉钢；(b)碱性平炉钢。

b.转炉钢:(a)酸性转炉钢(b)碱性转炉钢。或 (a)底吹转炉钢(b)侧吹转炉钢；(c)顶吹转炉钢。

c.电炉钢:(a)电弧炉钢；(b)电渣炉钢；(c)感应炉钢；(d)真空自耗炉钢；(e)电子束炉钢。

(2)按脱氧程度和浇注制度分a.沸腾钢；b.半镇静钢；镇静钢；d.特殊镇静钢。