钢(steel)或称钢铁、钢材,是一种由铁与其他元素结合而成的合金,其中最普遍的是碳,[2]有时候还含有锰、铬、钒等元素。碳含量一般控制在钢材重量的0.02%至2.11%之间,超过2.11%为铸铁。[10][7][11]碳含量对钢材的力学性能有着重要的影响,含碳量不同,钢材的强度、硬度、塑性、韧性及焊接性能均不相同;[12]锰含量可改善钢材的热加工性能,通常含量控制在2%以下;铬的加入显著提高合金钢的抗氧化性、耐腐蚀性和耐热性;还有微量钒的添加可使得晶粒细化,提高钢材的强度和韧性。[12][13] 尽管从铁器时代开始,人类就开始采用钢铁材料制造手工工具,[14]但是由于冶炼、加工等技术限制,钢的使用一直未能普及。[15]自从在1856年发明了贝塞麦炼钢法之后,钢才成为了一种可大量生产的廉价材料。[16]后来炼钢法经过更多的改进,使得钢的生产价格更低,品质更好。[17]2023年全年全球粗钢产量约为18.882亿吨,粗钢产量排名前五的国家分别为中国、印度、日本、美国和俄罗斯。[18] 钢是工业中广泛应用的金属材料。[19]其分类方法很多,按化学成分,钢可以分为非合金钢、低合金钢和合金钢三大类;按质量等级,钢可分为普通质量钢、优质钢、特殊质量钢;按冶炼方法和设备不同,工业用钢可分为电炉钢、平炉钢和转炉钢三大类;按用途不同,主要分为结构钢、工具钢和特殊性能用钢。[20][8] 钢是用生铁冶炼而成,[8]冶炼产生的钢材根据使用要求再进行相应的加工,在钢材化学成分不变的前提下,改变钢材内部的组织、晶粒、晶体结构,从而对钢的性能产生影响。[21][22]其加工工艺通常有冷加工和热处理两种,冷加工又分为冷拉、冷拔、冷轧或冷扭等方式,热处理工艺有退火、正火、淬[cuì]火和回火等方式。[12][22]钢已经成为世界上普遍的材质,应用广泛,在各种建筑、包装、汽车、日用等领域中,都有使用钢的部分。[3][4][5][6] 简史