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{{鋼鐵}} |
{{鋼鐵}} |
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[[File:Steel pd zh.svg|thumb|300px|表示形式各種相態所需條件的[[鐵碳合金相圖]]，其中[[萊氏體|粒滴斑鐵]]為沃斯田鐵與滲碳體的共熔混合物，而α、β及δ為不同種類的铁素体]] |
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[[File:The viaduct La Polvorilla, Salta Argentina.jpg| |
[[File:The viaduct La Polvorilla, Salta Argentina.jpg|thumb|250px|钢桥]] |
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'''鋼'''或稱'''鋼鐵'''、'''鋼材'''，是一種由[[铁|鐵]]與其他元素結合而成的[[合金]]，當中最普遍的是[[碳]]，亦是現時最受廣泛應用的[[金屬]]材料。碳約佔鋼材重量的0.02%至2.0%，視乎鋼材的[[鋼鐵等級|等級]]。其他有時會用到的合金元素還包括[[锰|錳]]、[[铬|鉻]]、[[钒|釩]]和[[钨|鎢]]<ref name=EM2>{{cite book|author=Ashby, Michael F. and Jones, David R. H. |title=Engineering Materials 2|origyear=1986|edition=with corrections|year=1992|publisher=Pergamon Press |location=Oxford|isbn=0-08-032532-7}}.</ref>。碳與其他元素有硬化劑的作用，能夠防止鐵原子的[[晶体结构|晶格]]因原子滑移過其他原子而出現[[位錯]]。調整合金元素的量，及其存在與鋼中的形式（溶質元素及參與[[相]]），就能夠控制鋼成品的特性，例如[[硬度]]、[[延展性]]及[[強度]]。加了碳的鋼會比純鐵更硬更強，但是這種鋼的延展性會比鐵差。 |
'''鋼'''或稱'''鋼鐵'''、'''鋼材'''，是一種由[[铁|鐵]]與其他元素結合而成的[[合金]]，當中最普遍的是[[碳]]，亦是現時最受廣泛應用的[[金屬]]材料。碳約佔鋼材重量的0.02%至2.0%，視乎鋼材的[[鋼鐵等級|等級]]。其他有時會用到的合金元素還包括[[锰|錳]]、[[铬|鉻]]、[[钒|釩]]和[[钨|鎢]]<ref name=EM2>{{cite book|author=Ashby, Michael F. and Jones, David R. H. |title=Engineering Materials 2|origyear=1986|edition=with corrections|year=1992|publisher=Pergamon Press |location=Oxford|isbn=0-08-032532-7}}.</ref>。碳與其他元素有硬化劑的作用，能夠防止鐵原子的[[晶体结构|晶格]]因原子滑移過其他原子而出現[[位錯]]。調整合金元素的量，及其存在與鋼中的形式（溶質元素及參與[[相]]），就能夠控制鋼成品的特性，例如[[硬度]]、[[延展性]]及[[強度]]。加了碳的鋼會比純鐵更硬更強，但是這種鋼的延展性會比鐵差。 |
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== 材質屬性 == |
== 材質屬性 == |
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[[File:Steel wire rope.png| |
[[File:Steel wire rope.png|thumb|250px|[[煤礦]][[提昇塔]]上的[[鋼纜]]]] |
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[[地球]][[地壳|地殼]]上所有的天然[[铁|鐵]]都是以[[礦物|礦石]]的形式存在，一般為[[氧化铁|氧化鐵]]，例如[[磁鐵礦]]及[[赤铁矿|赤鐵礦]]等。要提取鐵，就要把[[铁矿|鐵礦]]中的氧移除，讓氧與其他的化學元素結合，例如碳。這個過程叫[[熔煉]]，最早應用於[[熔点|熔點]]較低的金屬，例如熔點約為250 °C的[[锡|錫]]及熔點約為1,100 ℃的[[铜|銅]]。而鑄鐵的熔點則為1,375 ℃。這種溫度用[[青铜时代|青銅時代]]已經有的古老方法就可以達到。由於氧化率在800 ℃以上時會急劇增加，所以保持冶煉環境低氧是很重要的。跟銅與錫不同的是，液態鐵能夠很容易地溶解碳。熔煉所生成的合金（[[生鐵]]）含碳量過高，因此還不能叫作鋼<ref>{{cite book|title=Smelting|publisher=Encyclopædia Britannica|year=2007|accessdate=2007-02-28}}.</ref>。後續的步驟會把多餘的碳和氧除掉。 |
[[地球]][[地壳|地殼]]上所有的天然[[铁|鐵]]都是以[[礦物|礦石]]的形式存在，一般為[[氧化铁|氧化鐵]]，例如[[磁鐵礦]]及[[赤铁矿|赤鐵礦]]等。要提取鐵，就要把[[铁矿|鐵礦]]中的氧移除，讓氧與其他的化學元素結合，例如碳。這個過程叫[[熔煉]]，最早應用於[[熔点|熔點]]較低的金屬，例如熔點約為250 °C的[[锡|錫]]及熔點約為1,100 ℃的[[铜|銅]]。而鑄鐵的熔點則為1,375 ℃。這種溫度用[[青铜时代|青銅時代]]已經有的古老方法就可以達到。由於氧化率在800 ℃以上時會急劇增加，所以保持冶煉環境低氧是很重要的。跟銅與錫不同的是，液態鐵能夠很容易地溶解碳。熔煉所生成的合金（[[生鐵]]）含碳量過高，因此還不能叫作鋼<ref>{{cite book|title=Smelting|publisher=Encyclopædia Britannica|year=2007|accessdate=2007-02-28}}.</ref>。後續的步驟會把多餘的碳和氧除掉。 |
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| 第43行： | 第43行： | ||
== 鋼材的生產 == |
== 鋼材的生產 == |
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[[File:LightningVolt Iron Ore Pellets.jpg| |
[[File:LightningVolt Iron Ore Pellets.jpg|thumb|right|準備用來生產鋼的[[铁矿|鐵礦]]堆]] |
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{{Main|煉鋼}} |
{{Main|煉鋼}} |
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{{See also|各國鋼產量列表}} |
{{See also|各國鋼產量列表}} |
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== 煉鋼的歷史 == |
== 煉鋼的歷史 == |
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[[File:Bas fourneau.png| |
[[File:Bas fourneau.png|thumb|left|upright|[[中世紀]]時的鍛鐵爐熔煉]] |
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{{Main|黑色金屬冶煉史}} |
{{Main|黑色金屬冶煉史}} |
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=== 古代鋼 === |
=== 古代鋼 === |
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自古以來，人們已經知道鋼的存在，當時的熔煉可能是用[[鍊鋼爐]]，或其他熔鐵設施，而裏面燒的是碳<ref>{{cite web|last=Wagner|first=Donald B|title=Early iron in China, Korea, and Japan|url=http://www.staff.hum.ku.dk/dbwagner/KoreanFe/KoreanFe.html|accessdate=2007-02-28 |
自古以來，人們已經知道鋼的存在，當時的熔煉可能是用[[鍊鋼爐]]，或其他熔鐵設施，而裏面燒的是碳<ref>{{cite web|last=Wagner|first=Donald B|title=Early iron in China, Korea, and Japan|url=http://www.staff.hum.ku.dk/dbwagner/KoreanFe/KoreanFe.html|accessdate=2007-02-28}}</ref>。 |
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已知最早的鋼成品是一塊鐵器，出土於[[土耳其]][[安那托利亞]]的[[卡曼－卡萊赫于克]][[遺跡]]，約有四千年的歷史<ref>{{cite news|title=Ironware piece unearthed from Turkey found to be oldest steel |url=http://www.hindu.com/thehindu/holnus/001200903261611.htm |accessdate=2009-03-27 |location=Chennai, India |work=The Hindu |date=2009-03-26 |
已知最早的鋼成品是一塊鐵器，出土於[[土耳其]][[安那托利亞]]的[[卡曼－卡萊赫于克]][[遺跡]]，約有四千年的歷史<ref>{{cite news|title=Ironware piece unearthed from Turkey found to be oldest steel |url=http://www.hindu.com/thehindu/holnus/001200903261611.htm |accessdate=2009-03-27 |location=Chennai, India |work=The Hindu |date=2009-03-26 }}</ref>。其他古代鋼來自[[东部非洲|東非]]，可追溯至公元前1400年<ref>{{cite web|url=http://www.wsu.edu/~dee/CIVAFRCA/IRONAGE.HTM |title=Civilizations in Africa: The Iron Age South of the Sahara |publisher=Washington State University |accessdate=2007-08-14 }}</ref>。在公元前4世紀，[[伊比利亞半島]]出產了像[[利刃彎刀]]這種鋼兵器，而[[古羅馬軍隊]]則在用[[諾里庫姆]]出產的鋼兵器<ref>"Noricus ensis," Horace, Odes, i. 16.9</ref>。中國人早在[[戰國|戰國時代]]（公元前403－221年）就已經懂得用淬火來硬化鋼材<ref>{{cite book|author=Wagner, Donald B.|year=1993|title=Iron and Steel in Ancient China: Second Impression, With Corrections|publisher=Leiden: E.J. Brill|isbn=90-04-09632-9| page=243}}</ref>，而到了[[汉朝|漢朝]]（公元前202－公元220年），中國人更創造出用[[熟鐵]]和[[鑄鐵]]熔在一起煉鋼，於是用這種技術在公元一世紀就做出了中碳鋼<ref name="needham volume 4 part 3 563g">{{cite book|author=Needham, Joseph|year=1986|title=Science and Civilization in China: Volume 4, Part 3, Civil Engineering and Nautics|publisher=Taipei: Caves Books, Ltd. |page=563}}</ref><ref name="gernet 69">Gernet, 69.</ref>。東非的[[哈亞人]]在接近2,000年前就發明了一種高熱高爐，使得他們在那個時候能用1,802 ℃的高溫來鍛造碳鋼<ref>[http://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,912179,00.html?promoid=googlep Africa's Ancient Steelmakers]. Time Magazine, Sept. 25, 1978.</ref>。 |
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=== 烏茲鋼（大馬士革鋼） === |
=== 烏茲鋼（大馬士革鋼） === |
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| 第64行： | 第64行： | ||
=== 現代煉鋼 === |
=== 現代煉鋼 === |
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[[File:Bessemer Converter Sheffield.jpg| |
[[File:Bessemer Converter Sheffield.jpg|thumb|right|upright|一座位於[[英格蘭]][[谢菲尔德|錫菲爾德]]的貝塞麥轉爐]] |
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從十七世紀起，歐洲式煉鋼的第一步就是用[[高爐]]把鐵礦煉成生鐵<ref name="tyle">Tylecote, R. F. ''A history of metallurgy'' 2 edn, Institute of Materials, London 1992, pp. 95–99 and 102–105.</ref>。最早期爐子裏燒的是木炭，現代方法則改為燒[[焦炭]]，事實證明後者要比前者便宜得多<ref>Raistrick, A. ''A Dynasty of Ironfounders'' (1953; York 1989)</ref><ref>Hyde, C. K. ''Technological Change and the British iron industry'' (Princeton 1977)</ref><ref>Trinder, B. ''The Industrial Revolution in Shropshire'' (Chichester 2000)</ref>。 |
從十七世紀起，歐洲式煉鋼的第一步就是用[[高爐]]把鐵礦煉成生鐵<ref name="tyle">Tylecote, R. F. ''A history of metallurgy'' 2 edn, Institute of Materials, London 1992, pp. 95–99 and 102–105.</ref>。最早期爐子裏燒的是木炭，現代方法則改為燒[[焦炭]]，事實證明後者要比前者便宜得多<ref>Raistrick, A. ''A Dynasty of Ironfounders'' (1953; York 1989)</ref><ref>Hyde, C. K. ''Technological Change and the British iron industry'' (Princeton 1977)</ref><ref>Trinder, B. ''The Industrial Revolution in Shropshire'' (Chichester 2000)</ref>。 |
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==== 從生鐵開始的過程 ==== |
==== 從生鐵開始的過程 ==== |
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[[File:Siemens Martin Ofen Brandenburg.jpg| |
[[File:Siemens Martin Ofen Brandenburg.jpg|thumb|right|位於[[勃蘭登堡]]工業博物館的一台西門子－馬丁烤鋼爐]] |
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[[File:Allegheny Ludlum steel furnace.jpg| |
[[File:Allegheny Ludlum steel furnace.jpg|thumb|right|從電弧爐倒出來的白熱鋼]] |
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[[煉鋼]]的現代史從1858年<ref name="Ericksonp141-142">{{cite book |first=Charlotte |last=Erickson |title=British industrialists: steel and hosiery 1850-1950 |year=1986 |origyear=1959 |publisher=Cambridge University Press |pages=141–142 ||isbn=0-566-05141-9}}</ref><ref>{{cite book | title=An Autobiography | last1=Bessemer |first1=Sir Henry |year=1905 |publisher=Engineering |location=London ||pages=176, 180}}</ref> |
[[煉鋼]]的現代史從1858年<ref name="Ericksonp141-142">{{cite book |first=Charlotte |last=Erickson |title=British industrialists: steel and hosiery 1850-1950 |year=1986 |origyear=1959 |publisher=Cambridge University Press |pages=141–142 ||isbn=0-566-05141-9}}</ref><ref>{{cite book | title=An Autobiography | last1=Bessemer |first1=Sir Henry |year=1905 |publisher=Engineering |location=London ||pages=176, 180}}</ref> |
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引進[[亨利·貝塞麥]]的[[贝塞麦转炉炼钢法|貝塞麥煉鋼法]]開始。他的原料是[[生鐵]]<ref>{{cite book|title=History of the Manufacture of Iron in All Ages|author= Swank, James Moore |isbn=0-8337-3463-6| year=1892}}</ref>。他的煉鋼法讓低成本大量生產變得可行，因此從前用熟鐵的地方現在都用[[軟鋼]]<ref>{{cite book|title=Bessemer process|volume=2|page=168|publisher=Encyclopædia Britannica|year=2005|accessdate=2005-08-06}}</ref>。吉爾克萊斯特-托馬斯煉鋼法（或基本貝塞麥煉鋼法）是貝塞麥煉鋼法的改良版，就是在轉爐內部鋪上一層[[鹽基]]材料，以達到除磷的效果。煉鋼的另一項改良就是[[平爐|西門子－馬丁煉鋼法]]，能夠補足貝塞麥煉鋼法的缺點<ref name="britannicaironandsteel"/>。 |
引進[[亨利·貝塞麥]]的[[贝塞麦转炉炼钢法|貝塞麥煉鋼法]]開始。他的原料是[[生鐵]]<ref>{{cite book|title=History of the Manufacture of Iron in All Ages|author= Swank, James Moore |isbn=0-8337-3463-6| year=1892}}</ref>。他的煉鋼法讓低成本大量生產變得可行，因此從前用熟鐵的地方現在都用[[軟鋼]]<ref>{{cite book|title=Bessemer process|volume=2|page=168|publisher=Encyclopædia Britannica|year=2005|accessdate=2005-08-06}}</ref>。吉爾克萊斯特-托馬斯煉鋼法（或基本貝塞麥煉鋼法）是貝塞麥煉鋼法的改良版，就是在轉爐內部鋪上一層[[鹽基]]材料，以達到除磷的效果。煉鋼的另一項改良就是[[平爐|西門子－馬丁煉鋼法]]，能夠補足貝塞麥煉鋼法的缺點<ref name="britannicaironandsteel"/>。 |
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== 鋼鐵工業 == |
== 鋼鐵工業 == |
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[[File:Port talbot large.jpg| |
[[File:Port talbot large.jpg|left|thumb|[[英國]]的一家煉鋼廠]] |
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[[File:Steel production by country map.PNG| |
[[File:Steel production by country map.PNG|thumb|left|2007年各國鋼鐵產量]] |
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{{See also|現代鋼鐵工業史|世界鋼鐵工業趨勢|各國鋼產量列表|鋼鐵生產商列表}} |
{{See also|現代鋼鐵工業史|世界鋼鐵工業趨勢|各國鋼產量列表|鋼鐵生產商列表}} |
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現在我們都把鋼和鐵工業合稱為“鋼鐵工業”，好像它們本身就是一個個體，但是在歷史上它們是不同的產品。鋼工業通常被用作經濟進度的指標，因為鋼在[[基础设施|基礎設施]]與整體[[經濟發展]]中有着舉足輕重的角色<ref>{{cite web|title = Steel Industry|url = http://bx.businessweek.com/steel-industry/|accessdate = 2009-07-12 |
現在我們都把鋼和鐵工業合稱為“鋼鐵工業”，好像它們本身就是一個個體，但是在歷史上它們是不同的產品。鋼工業通常被用作經濟進度的指標，因為鋼在[[基础设施|基礎設施]]與整體[[經濟發展]]中有着舉足輕重的角色<ref>{{cite web|title = Steel Industry|url = http://bx.businessweek.com/steel-industry/|accessdate = 2009-07-12}}</ref>。 |
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在1980年，美國共有500,000名鋼鐵工人。到2000年，數量減至224,000人<ref>"''Congressional Record V. 148, Pt. 4, April 11, 2002 to April 24, 2002''". United States Government Printing Office.</ref>。 |
在1980年，美國共有500,000名鋼鐵工人。到2000年，數量減至224,000人<ref>"''Congressional Record V. 148, Pt. 4, April 11, 2002 to April 24, 2002''". United States Government Printing Office.</ref>。 |
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中国與[[印度]]經濟的急劇增長，導致近年對鋼鐵的需求量也跟着大量增加。在2000年至2005年之間，世界鋼鐵的需求量共增加了6%。自2000年起，好幾家印度<ref>{{cite web|url=http://csmonitor.com/2007/0212/p07s02-wosc.html|title=India's steel industry steps onto world stage| accessdate = 2009-07-12}}</ref>及中國鋼鐵商成功突圍而出，晉身世界一流，例如[[塔塔鋼鐵]]（於2007年收購[[塔塔鋼鐵歐洲股份|柯以斯集團]]）、[[上海宝钢集团|上海寶鋼集團]]及[[江蘇沙鋼集團]]。然而，[[安賽樂米塔爾]]仍然是世界最大的鋼鐵生產商。 |
中国與[[印度]]經濟的急劇增長，導致近年對鋼鐵的需求量也跟着大量增加。在2000年至2005年之間，世界鋼鐵的需求量共增加了6%。自2000年起，好幾家印度<ref>{{cite web|url=http://csmonitor.com/2007/0212/p07s02-wosc.html|title=India's steel industry steps onto world stage| accessdate = 2009-07-12}}</ref>及中國鋼鐵商成功突圍而出，晉身世界一流，例如[[塔塔鋼鐵]]（於2007年收購[[塔塔鋼鐵歐洲股份|柯以斯集團]]）、[[上海宝钢集团|上海寶鋼集團]]及[[江蘇沙鋼集團]]。然而，[[安賽樂米塔爾]]仍然是世界最大的鋼鐵生產商。 |
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[[英國地質調查局]]指出，在2005年中國是世界第一名的鋼鐵生產國，佔全球總產量的三分之一，而第二、三、四名分別為日本、俄羅斯及美國<ref>{{cite web |title=Long-term planning needed to meet steel demand |work=The News |date=2008-03-01 |url=http://www.hellenicshippingnews.com/index.php?option=com_content&task=view&id=1576&Itemid=46 |accessdate=2010-11-02 |
[[英國地質調查局]]指出，在2005年中國是世界第一名的鋼鐵生產國，佔全球總產量的三分之一，而第二、三、四名分別為日本、俄羅斯及美國<ref>{{cite web |title=Long-term planning needed to meet steel demand |work=The News |date=2008-03-01 |url=http://www.hellenicshippingnews.com/index.php?option=com_content&task=view&id=1576&Itemid=46 |accessdate=2010-11-02 }}</ref>。 |
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[[倫敦金屬交易所]]於2008年開始將鋼材列入交易範圍。在2008年底，鋼鐵工業面對了一場激烈的衰退，因此做了不少削減<!-- removed_ref site196 by WaitSpring-bot (template) -->。 |
[[倫敦金屬交易所]]於2008年開始將鋼材列入交易範圍。在2008年底，鋼鐵工業面對了一場激烈的衰退，因此做了不少削減<!-- removed_ref site196 by WaitSpring-bot (template) -->。 |
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== 現代鋼材 == |
== 現代鋼材 == |
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[[File:Bethlehem Steel.jpg| |
[[File:Bethlehem Steel.jpg|thumb|250px|在2003年關閉之前，位於美國[[賓夕法尼亞州]][[伯利恆 (賓夕法尼亞州)|伯利恆市]]的[[伯利恆鋼鐵]]是世界上最大的鋼鐵生產商。]] |
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{{See also|鋼鐵等級}} |
{{See also|鋼鐵等級}} |
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為了滿足各樣不同的用途，現代鋼材有着各種不同的合金金屬組合<ref name="materialsengineer"/>。[[碳鋼]]的構成很簡單，只有碳和鐵兩種元素，佔鋼材生產量的90% <ref name=EM2/>。[[高強度低合金鋼]]含有小量其他元素（正常重量最多佔鋼的2%），一般為1.5%錳，用於增加鋼的強度，這樣價格會高一點<ref>{{cite web|url=http://resources.schoolscience.co.uk/Corus/16plus/steelch3pg1.html|title=High strength low alloy steels|publisher=Schoolscience.co.uk|accessdate=2007-08-14}}</ref>。[[低合金鋼]]是與其他元素合成的鋼，通常為[[钼|鉬]]、鎂、鉻或鎳，總加入量上限為鋼重量的10%，用於加強厚部份的[[可硬化性]]<ref name=EM2/>。[[不鏽鋼]]為了抵抗[[腐蚀|腐蝕]]（生鏽），需要加入最少11%的鉻，通常還會再加鎳。一些不鏽鋼，如[[肥粒鐵|铁素体]]不鏽鋼帶磁性，而[[沃斯田鐵]]不鏽鋼則不帶磁性<ref>{{cite web|url=http://steel.org |title=Steel Glossary |publisher= American Iron and Steel Institute (AISI)|accessdate=2006-07-30}}</ref>。 |
為了滿足各樣不同的用途，現代鋼材有着各種不同的合金金屬組合<ref name="materialsengineer"/>。[[碳鋼]]的構成很簡單，只有碳和鐵兩種元素，佔鋼材生產量的90% <ref name=EM2/>。[[高強度低合金鋼]]含有小量其他元素（正常重量最多佔鋼的2%），一般為1.5%錳，用於增加鋼的強度，這樣價格會高一點<ref>{{cite web|url=http://resources.schoolscience.co.uk/Corus/16plus/steelch3pg1.html|title=High strength low alloy steels|publisher=Schoolscience.co.uk|accessdate=2007-08-14}}</ref>。[[低合金鋼]]是與其他元素合成的鋼，通常為[[钼|鉬]]、鎂、鉻或鎳，總加入量上限為鋼重量的10%，用於加強厚部份的[[可硬化性]]<ref name=EM2/>。[[不鏽鋼]]為了抵抗[[腐蚀|腐蝕]]（生鏽），需要加入最少11%的鉻，通常還會再加鎳。一些不鏽鋼，如[[肥粒鐵|铁素体]]不鏽鋼帶磁性，而[[沃斯田鐵]]不鏽鋼則不帶磁性<ref>{{cite web|url=http://steel.org |title=Steel Glossary |publisher= American Iron and Steel Institute (AISI)|accessdate=2006-07-30}}</ref>。 |
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其他更現代的鋼材還包括[[工具鋼]]，合金元素為大量的[[钨|鎢]]與[[钴|鈷]]或其他元素，它們能夠使[[固體溶液強化]]的效果最大化。同時還使[[析出硬化]]變得可行，並因此加強了鋼的耐熱性<ref name=EM2/>。工具鋼一般用於製作斧頭、鑽頭及其他需要又鋒利又耐久刃面的設備。其他特殊用的鋼還包括[[耐候钢|耐候鋼]]，例如高登鋼，在[[風化作用]]下會生成一層穩定的氧化表層，因而可以在不需塗漆就能在戶外使用<ref>{{cite web|url=http://aisc.org/MSCTemplate.cfm?Section=Steel_Interchange2&Template=/CustomSource/Faq/SteelInterchange.cfm&FaqID=2311 |||title=Steel Interchange |publisher=American Institute of Steel Construction Inc. (AISC) |accessdate=2007-02-28 |
其他更現代的鋼材還包括[[工具鋼]]，合金元素為大量的[[钨|鎢]]與[[钴|鈷]]或其他元素，它們能夠使[[固體溶液強化]]的效果最大化。同時還使[[析出硬化]]變得可行，並因此加強了鋼的耐熱性<ref name=EM2/>。工具鋼一般用於製作斧頭、鑽頭及其他需要又鋒利又耐久刃面的設備。其他特殊用的鋼還包括[[耐候钢|耐候鋼]]，例如高登鋼，在[[風化作用]]下會生成一層穩定的氧化表層，因而可以在不需塗漆就能在戶外使用<ref>{{cite web|url=http://aisc.org/MSCTemplate.cfm?Section=Steel_Interchange2&Template=/CustomSource/Faq/SteelInterchange.cfm&FaqID=2311 |||title=Steel Interchange |publisher=American Institute of Steel Construction Inc. (AISC) |accessdate=2007-02-28 }}</ref>。 |
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還有其他高強度鋼，例如[[雙相鋼]]，它是用熱處理來使其鋼體同時含有铁素体及马氏体微結構，因此強度較一般鋼高<ref>{{cite web|title=Dual-phase steel|publisher=Intota Expert Knowledge Services|url=http://www.intota.com/experts.asp?strSearchType=all&strQuery=dual%2Dphase+steel|accessdate=2007-03-01 |
還有其他高強度鋼，例如[[雙相鋼]]，它是用熱處理來使其鋼體同時含有铁素体及马氏体微結構，因此強度較一般鋼高<ref>{{cite web|title=Dual-phase steel|publisher=Intota Expert Knowledge Services|url=http://www.intota.com/experts.asp?strSearchType=all&strQuery=dual%2Dphase+steel|accessdate=2007-03-01}}</ref>。[[相變誘發塑性鋼]]也就是TRIP鋼，是一種含有殘餘奧氏體的低碳、低合金高強度鋼。TRIP效應是指殘餘奧氏體向馬氏體轉變使得強度和塑性同時提高的效應。TRIP鋼的典型顯微組織主要由鐵素體、貝氏體、殘餘奧氏體組成，可能還有少量馬氏體。碳是奧氏體穩定化元素，碳含量太低，則不會產生TRIP效應，但是碳含量過高，會造成焊接效能下降。矽是鐵素體元素，不僅可以增加參與奧氏體穩定性，還能夠抑制冷卻過程中滲碳體的形成。更高的矽和碳含量會使TRIP鋼中的殘餘奧氏體體積分數提高。<ref>{{cite web|last=Werner |first=Ewald |title=Transformation Induced Plasticity in low alloyed TRIP-steels and microstructure response to a complex stress history |url=http://www.wkm.mw.tum.de/Forschung/projekte_html/transtrip.html |accessdate=2007-03-01 }}</ref>。[[馬氏體時效鋼|麻時效鋼]]是鐵、鎳及其他元素的合金，但與其他鋼不同的是，它基本上不含碳，所以就生成了一種強度非常高，但同時帶有[[延展性]]的金屬<ref>{{cite web|title = Properties of Maraging Steels|url = http://steel.keytometals.com/default.aspx?ID=CheckArticle&NM=103|accessdate = 2009-07-19}}</ref>。[[雙晶誘發塑性鋼]]用一種特殊的應變，來增加加工硬化對合金的有效度<ref>{{cite web|last=Mirko |first=Centi |coauthors=Saliceti Stefano |title=Transformation Induced Plasticity (TRIP), Twinning Induced Plasticity (TWIP) and Dual-Phase (DP) Steels |publisher=Tampere University of Technology |url=http://www.dimet.unige.it/resta/studenti/2002/27839/26/TWIP,TRIPandDualphase%20mirko.doc |||accessdate=2007-03-01 }}</ref>。[[埃格林鋼]]用了超過十二種的元素，以不同量的組合來做出一種可用於[[碉堡破壞彈]]等武器的合金，而且成本相對地低。[[哈特菲鋼]]（以[[羅伯特·哈特菲]]爵士命名）含有12-14%的錳，能在磨損時生成一層極硬的表層，防止磨耗。應用例子包括[[坦克]][[履帶]]、[[推土機]]上的推土刀邊緣，以及[[水壓分割器|生命之鉗]]的切割刃<ref>[http://answers.com/topic/hadfield-manganese-steel Hadfield manganese steel.] Answers.com. McGraw-Hill Dictionary of Scientific and Technical Terms, McGraw-Hill Companies, Inc., 2003. Retrieved on 2007-02-28.</ref>。 |
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大部份常用鋼鐵合金，一般用各種[[標準化團體]]所制定的不同品質標準來區分。例如，[[汽車工程師協會]]有一系列的[[SAE鋼鐵等級|等級]]，區分很多種不同的鋼鐵<ref name=bringas>{{Cite book|last=Bringas |first=John E. |title=Handbook of Comparative World Steel Standards: Third Edition |publisher=ASTM International |page=14 |year=2004 |edition=3rd. |url=http://astm.org/BOOKSTORE/PUBS/DS67B_SampleChapter.pdf |||format=PDF |isbn=0-8031-3362-6 |
大部份常用鋼鐵合金，一般用各種[[標準化團體]]所制定的不同品質標準來區分。例如，[[汽車工程師協會]]有一系列的[[SAE鋼鐵等級|等級]]，區分很多種不同的鋼鐵<ref name=bringas>{{Cite book|last=Bringas |first=John E. |title=Handbook of Comparative World Steel Standards: Third Edition |publisher=ASTM International |page=14 |year=2004 |edition=3rd. |url=http://astm.org/BOOKSTORE/PUBS/DS67B_SampleChapter.pdf |||format=PDF |isbn=0-8031-3362-6 }}</ref>。[[美國材料和試驗協會]]有另外一套標準，將合金進行區分，例如美國最常用的結構鋼[[A36鋼]]<ref>Steel Construction Manual, 8th Edition, second revised edition, American Institute of Steel Construction, 1986, ch. 1 page 1-5</ref>。 |
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將鋼熱浸於[[锌|鋅]]中或在鋼上[[电镀|電鍍]]上一層鋅，這樣能保護表層防止生鏽，雖然這種[[鍍鋅鋼]]不是一種合金，但是它也是一種常用的鋼<ref>{{cite book|title=Galvanic protection|publisher=Encyclopædia Britannica|year=2007|accessdate=2007-02-28}}</ref>。 |
將鋼熱浸於[[锌|鋅]]中或在鋼上[[电镀|電鍍]]上一層鋅，這樣能保護表層防止生鏽，雖然這種[[鍍鋅鋼]]不是一種合金，但是它也是一種常用的鋼<ref>{{cite book|title=Galvanic protection|publisher=Encyclopædia Britannica|year=2007|accessdate=2007-02-28}}</ref>。 |
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== 用途 == |
== 用途 == |
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[[File:Steel-wool.jpg| |
[[File:Steel-wool.jpg|thumb|right|鋼棉]] |
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鐵和鋼都被廣泛地應用於建造道路、[[鐵路]]、其他基礎設施、設備與建築。大部份的現代架構，諸如[[體育場]]與[[摩天大樓]]、[[橋|橋樑]]與[[機場]]，都是用鋼製的支架來支撐。就算是用[[混凝土]]的結構，也要用鋼筋來加固。此外，鋼在[[家用電器]]與[[汽车|汽車]]製造都有廣泛應用。儘管用[[铝|鋁]]的汽車主體正在增加，但是它們的主要材料仍然是鋼。鋼也被用於各種[[建筑|建造]]用的材料，例如[[螺栓]]、[[钉子|釘子]]及[[螺絲]]<ref>{{cite web|last=Ochshorn|first=Jonathan|title=Steel in 20th Century Architecture|publisher=Encyclopedia of Twentieth Century Architecture|date=2002-06-11|url=http://www.ochshorndesign.com/cornell/writings/steel.html|accessdate=2010-04-26}}</ref>。其他常見應用還包括[[造船]]、[[輸送管道]]、[[採礦]]、[[離岸建設]]、[[航天]]、[[白色家電]]（如[[洗衣機]]）、[[工程作業車輛]]（如[[推土機]]）、辦公室家具、[[鋼棉]]、[[工具]]及個人用背心式[[盔甲]]或[[载具|載具]]用[[装甲|裝甲]]（當中最有名的是[[軋壓均質裝甲]]）。鋼還是不少現代[[雕塑]]家喜用的金屬素材。 |
鐵和鋼都被廣泛地應用於建造道路、[[鐵路]]、其他基礎設施、設備與建築。大部份的現代架構，諸如[[體育場]]與[[摩天大樓]]、[[橋|橋樑]]與[[機場]]，都是用鋼製的支架來支撐。就算是用[[混凝土]]的結構，也要用鋼筋來加固。此外，鋼在[[家用電器]]與[[汽车|汽車]]製造都有廣泛應用。儘管用[[铝|鋁]]的汽車主體正在增加，但是它們的主要材料仍然是鋼。鋼也被用於各種[[建筑|建造]]用的材料，例如[[螺栓]]、[[钉子|釘子]]及[[螺絲]]<ref>{{cite web|last=Ochshorn|first=Jonathan|title=Steel in 20th Century Architecture|publisher=Encyclopedia of Twentieth Century Architecture|date=2002-06-11|url=http://www.ochshorndesign.com/cornell/writings/steel.html|accessdate=2010-04-26}}</ref>。其他常見應用還包括[[造船]]、[[輸送管道]]、[[採礦]]、[[離岸建設]]、[[航天]]、[[白色家電]]（如[[洗衣機]]）、[[工程作業車輛]]（如[[推土機]]）、辦公室家具、[[鋼棉]]、[[工具]]及個人用背心式[[盔甲]]或[[载具|載具]]用[[装甲|裝甲]]（當中最有名的是[[軋壓均質裝甲]]）。鋼還是不少現代[[雕塑]]家喜用的金屬素材。 |
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=== 歷史上 === |
=== 歷史上 === |
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[[File:Carbon steel knife.jpg| |
[[File:Carbon steel knife.jpg|thumb|right|碳鋼[[刀]]]] |
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在引進貝塞麥煉鋼法及其他現代方法以前，鋼是價值不菲的，所以只在沒有更便宜替代品的情況下使用，尤其是各種需要又硬又鋒利刀刃的切割工具，例如刀子、刮鬍刀、劍等。鋼也被用於製作[[弹簧|彈簧]]，包括[[時鐘|鐘錶]]裏的彈簧<ref name=britannicaironandsteel/>。自從生產方法改進，變得更迅速更節約後，要得到鋼就比較容易，價格也因而降下來，二十世紀後期[[塑料|塑膠]]的出現，使得鋼的一些應用被取代，因為塑膠成本更低，而且重量更輕<ref>{{cite book|title=Materials science|publisher=Encyclopædia Britannica|year=2007|accessdate=2007-03-01}}</ref>。 |
在引進貝塞麥煉鋼法及其他現代方法以前，鋼是價值不菲的，所以只在沒有更便宜替代品的情況下使用，尤其是各種需要又硬又鋒利刀刃的切割工具，例如刀子、刮鬍刀、劍等。鋼也被用於製作[[弹簧|彈簧]]，包括[[時鐘|鐘錶]]裏的彈簧<ref name=britannicaironandsteel/>。自從生產方法改進，變得更迅速更節約後，要得到鋼就比較容易，價格也因而降下來，二十世紀後期[[塑料|塑膠]]的出現，使得鋼的一些應用被取代，因為塑膠成本更低，而且重量更輕<ref>{{cite book|title=Materials science|publisher=Encyclopædia Britannica|year=2007|accessdate=2007-03-01}}</ref>。 |
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=== 長鋼 === |
=== 長鋼 === |
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[[File:Steel tower.jpg| |
[[File:Steel tower.jpg|thumb|right|懸掛着[[架空高壓線]]的鋼塔]] |
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* [[钢筋混凝土|鋼筋混凝土]]裏加固用的[[鋼筋]]與[[鋼纖維]] |
* [[钢筋混凝土|鋼筋混凝土]]裏加固用的[[鋼筋]]與[[鋼纖維]] |
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* [[鐵軌|鐵路軌道]] |
* [[鐵軌|鐵路軌道]] |
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| 第132行： | 第132行： | ||
=== 不鏽鋼 === |
=== 不鏽鋼 === |
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[[File:Sauce boat.jpg| |
[[File:Sauce boat.jpg|thumb|right|不鏽鋼製的[[醬料船]]]] |
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{{Main|不鏽鋼}} |
{{Main|不鏽鋼}} |
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* [[餐具]] |
* [[餐具]] |
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