铁的特性 铁（Fe）这元素占地壳元素总量的5.5％,世界上的金属总产量中钢铁占99.5％.自然界中自然铁极少,大部份和氧结合成铁矿石.纯铁呈灰白色,强度不是很大,故用处不大.通常我们所说的铁,或钢,其实是一种合金,这种合金主要成份为纯铁（Fe,含有锰,铬,钨等金属元素及碳,硅,硫磷等非金属元素.其中碳所扮演的角色最为重要,它决定铁是否有展延性,是不是很脆,容不容易熔化.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% 高碳钢一般在军工业和工业医疗业比较多 (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 将铁矿石加入高炉还原而得的“熔铣”（hotmetal,即熔融生铁）含碳2到7.5％.将熔 铣浇注到模中得一定的形状,称为铸铁（castiron）.铣铁（或生铁）无法锻造、轧制或压 制,换句话说,它不允许作任何形式的机械变形.铣铁有白铣（whitepig iron）和灰铣（grey pigiron）的区别.白铣中的碳以碳化铁（Fe3C）的形式存在,故新的断口呈银白色；且因 碳化铁硬而脆,所以白铣较硬且脆.至于灰铣中的碳以石墨的形式出现,故断口为灰色,且 较白铣软且勒.磷与硫对铁来说,是很令人讨厌的元素,虽然磷可使铁之流动性变佳,但也使得铁变 脆（此因磷与铁结合或硬脆的Fe3P）.至于硫呢?如果铁中含硫过多,则有热脆现象发生,即铁在高温加工的操作下脆裂（这是因为硫与铁结合成为硫化铁,铁与硫化铁成为共晶,形成网状,围绕在铁的晶体周围,因为共晶体的熔点较铁为低,所以在高温加工的温度下,铁与硫的共晶体熔融而铁未熔；此时若加以外力,铁即生裂痕）.如果加入某些特定的合金元素——锰、铬、镍、钼等等,可以增加钢铁的延性、抗拉强度,硬度,改进其铸造性质,增加其对腐蚀与热的抵抗力.经过热处理（即将钢料加热至某一预定高温,再以各种速率使其冷却）,可以改变钢料的机械性质和物理性质.再者,钢铁容易施以机械加工而得到所需要的尺寸和形状.钢铁因为具有这些特性,所以广泛地用来制造各种机械,设备及建筑楼房.一般将含碳量高于2％的铣铁或铸铁称为铁,而将含量少于2％的称为钢.
