钢铁的作用和意义

　　碳是钢铁中重要元素，它对钢铁的性能起决定性作用，由于碳的存在，才能对钢进行热处理，才能调节和改变其机械性能，碳含量高时，脆性和硬度增大，含碳低的钢韧性较好；在决定钢的品级时，往往注意到碳的含量，对碳的测定来说，炉前比炉后分析更有意义。钢中碳主要以Fe3C状态及合金元素的碳化物状态而存在，例如Mn3C、Cr3C、WC、W2C、VC等，这些统称化合碳；在铁中碳大部分呈铁的固溶体，如无定形碳、退火碳、石墨碳等，统称游离碳。碳化铁不溶于冷的和稀的非氧化性酸（硫酸、盐酸），大部分碳化物以黑色或深褐色的沉淀而沉降下来。大多数合金元素的碳化物难溶于酸内，为使其完全溶解，需采取适当的措施，例如:

　　A）钢样内如含有稳定的碳化物时，在用硝酸氧化之前，先行蒸发至冒硫酸烟，而后加入硝酸；

　　B）在加热的情况下，将钢样用盐酸或硫酸处理，直至金属部分完全溶解，然后小心加入硝酸使碳化物破坏；

　　C）如钢中含有极稳定的碳化物，用上述方法不能溶解时，可将钢样用热盐酸或硝酸处理，然后与高氯酸一起在高氯酸蒸发温度下（约200度）加热，这时全部碳化物即会分解；

　　2、硫

　　以硫化物状态存在于钢中，它易使钢产生热脆，使钢的机械性能降低，同时对钢的耐蚀性、可焊性也不利，故硫也是钢中有害元素之一；普通钢中硫不超过0.05%，优质结构钢、工具钢中不超过0.04或0.03%，高级优质钢不超过0.02%，但在易切削钢与高锰钢中可以高些；硫在钢中易偏析，因此取样时要注意代表性，硫化物在1250~1350度通氧燃烧生成SO2气体；

　　3、硅

　　在钢中主要以固溶态存在，主要以Fe2Si、FeSi或更复杂的化合物FeMnSi存在，硅和氧的亲和力仅次于铝和钛，而强于铬、锰、钒，在炼钢过程中，用作还原剂和脱氧剂。硅能增强钢的抗张力、弹性、耐酸性和耐热性，又能增大钢的电阻系数，故钢中硅一般不小于0.1；作为合金元素，一般不低于0.6%；耐酸耐热钢及弹簧钢中硅较高，而硅钢含硅量可高达4%以上；

　　4、锰

　　在钢中主要以MnS状态存在，锰在冶炼钢铁过程中通常作为脱硫剂和脱氧剂而特意加入，锰和硫作用可防止热脆，从而提高钢的可锻性；在钢中一般含量为0.3~0.8%，含量超过0.8%即为锰合金钢，在生铁中一般为0.5~2%。高锰钢可达到13~15%，锰可溶于稀酸中，生成二价锰离子。锰含量高时在低酸度解质中遇强氧化剂易产生棕色混浊，二是含量高使溶液中其他元素的氧化难于完全，如在高锰钢中的磷；

　　钢铁工业对国家的意义

　　1、地位:钢铁号称工业的粮食，它是人类使用最多的金属材料，其强度高，机械性能好，资源丰富，成本低，适合于大规模生产，在社会生产生活的各个领域都有着广泛的应用，是不可或缺的战略性基础工业品。几乎所有的工业化国家的工业进程都是从大炼钢铁开始的，没有钢铁就没有其它工业产品，就没有高楼大厦，就没有枪炮车船，在国民经济中钢铁工业如同一切工业之母直接决定了整个国家的工业化基础，即便是在已经经历了工业化过程正在向新型工业化方面发展的发达国家，钢铁工业尤其高端钢铁工业仍然是其工业中不可替代的重要产业。

　　2、特点:钢铁工业的主要特点是大规模、高耗能、高污染，钢铁的主要原料为煤和铁矿石，钢铁产量越大，对这两种资源的消耗就越大，而要保证足够低的生产成本，只有走向规模化，如今大型钢铁联合企业，将生产的各个环节集中于一起，焦化、烧结、炼铁、炼钢、轧钢环环相扣，原料从一端进入，最终产品便从另一端输出，大规模高效率的运转成为钢铁工业的主要特点，在许多地方，一家钢铁企业就能支撑起一个城市。钢铁企业的原料如今已经来自世界各地，地球一端巴西的矿石会被运送半个地球来满足另一端中国的生产需要，钢铁工业的高度国际化也是其一大特点。钢铁工业消耗了大量的煤炭、水、电，其工业运作的耗能惊人，其污染也同样惊人，虽然经过不断的技术改造，如今钢铁工业已经实现了清洁生产，以往乌烟瘴气的生产环境得到了极大的改善，钢铁工业的各种废料废渣得以循环利用，但是钢铁工业仍然是温室气体排放的重要源头，其对环境的压力始终不能根除，钢铁在为人类创造巨额财富的同时，也毁坏着人类的环境。