自人类文明开始以来，钢一直是使用最广泛的金属。它便宜，耐用，用途广泛。
钢是一种可持续的材料，因为它是100%可回收的，生产它只消耗很少的能源。现在，要解决房间里的大象，钢会生锈吗?
是的，钢铁会生锈，但不是所有的都生锈。钢有各种各样的种类。发生生锈有三个必要因素。铁，其次是水和氧，它的学名是氧化铁，它的颜色是橙棕色，有时是绿色。钢是铁和碳的混合物。
那么，钢到底是什么?为什么有的会生锈，有的不会?这些问题和其他问题构成了一个有趣的话题。让我们来研究一下。
钢铁是什么?
钢是铁的提纯形式，主要与碳混合。碳的含量可以从0.02%到2%不等。根据钢的类型，铁也可以与硅、磷、硫和氧等其他元素混合。
铁和钢的主要区别在于前者是金属。相反，后者是一种合金——确切地说，是一种铁合金，是铁(主要元素)、碳和其他元素(子元素)的混合物。合金是有用的，因为它们与原始金属有不同的性质。
当碳与铁相互作用时，就形成了强分子结构。由此产生的晶格微结构有助于获得特定的质量，如抗拉强度、柔韧性和硬度。
纯金属在固态时具有巨大的金属结构。原子层是有组织的。如果施加一个力，这些层可能会互相滑动。相反，铁合金(钢)中的原子大小不同。
碳原子的大小比铁原子小。它们存在于铁晶格的空隙区。这些是存在于铁原子之间的空间。
然而，碳原子不能完美地结合在一起，导致铁晶体的晶格扭曲。这种扭曲在很多方面都让它变得更强大。
钢铁生产
到目前为止，我们知道在铁上撒上其他元素就能得到钢。但我们如何从挖掘金属到生产全球使用的成品呢?
旅程从爆炸开始。不纯铁矿石是从地下开采出来的。然后被运送到原料码头，进入高炉。添加石灰石和各种类型的煤。碳主要来自煤。
然后将混合物固化烧结而且炼焦。进入炉子的热空气点燃了煤。燃烧煤炭会产生更多的热量，从而融化铁矿石。
高炉的铁水装入鱼雷车，倒入转炉。在这一阶段，液态铁含有4% ~ 4.2%的碳和其他杂质。但它还不是钢。
在转炉中向铁水中加入氧气。它有两方面的帮助。
首先，它能去除铁水中的杂质。其次，它将碳含量从大约±4%降低到±2%。现在我们有了钢铁。
有趣的事实:氧气在炉中以大约三倍于声速的速度吹出!
其他元素，如铬、锰、镍等，可根据需要添加。温度在炉内调节。钢水被倒入不同的模具中，形成各种形状。
上述工艺使用高炉炼钢。但还有另一种方法，使用电弧炉(EAF)。这个过程或多或少是相同的，除了它使用大量的电力和电极。
注意:除了铁矿石，我们还可以用回收材料炼钢。它们是钢铁生产中常见的铁的来源。用回收材料炼钢使用电弧炉。
4常见的钢类型
因为钢是一种由铁和碳组成的金属合金，所以根据混合比例的不同，钢的种类可以有很多种。
我们通过检查铁、碳和其他元素如镍、镁、钼、硅等的组成量来确定钢的等级。
据报道，世界上有3500种不同的钢。下面几段将介绍四种常见的钢。
1.合金钢
合金钢由铬、锰、镍、钨等合金元素组成。不同的合金元素给钢带来不同的性能。因此，合金钢是高度可定制的。
合金钢有两种:
•低合金钢-含合金元素少于10%。
•高合金钢-含合金元素少于10%。
以下是最常用的合金钢。
•钨钢-耐热。改善晶粒结构。
•镍钢——艰难。耐腐蚀。
•钒钢-高冲击和抗振动。
•硅钢-诱导磁性能。
•铝钢-密度低。强度高。
2.不锈钢
不锈钢因其闪亮的外观和广泛的用途而成为最受欢迎的钢材类型。以前被称为“无锈钢”。
由于其高铬含量和其他金属的混合物，不锈钢具有很强的非腐蚀性。日常用途之一是厨房水槽。
不锈钢主要有四种不同的类型。它们是奥氏体、铁素体、马氏体和双相不锈钢。它们因其晶体结构和组成而有所不同。
你还必须读那篇文章不锈钢会生锈吗。
3.碳钢
碳钢占钢铁总产量的90%。碳钢最常见的用途是在建筑行业，建造基础设施。
三种主要类型是低，中，高碳钢，都是基于他们的碳含量。碳含量越多，合金就越硬。
•低碳钢-含碳量0.04% ~ 0.30%。
•中碳钢-碳含量为0.31% ~ 0.60%，锰含量为0.60% ~ 1.65%。
•高碳钢:碳含量在0.61% ~ 1.50%之间。
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4.工具钢
工具钢，顾名思义，是用于工具制造的。它们耐磨损，通常用于高冲击环境。
钼、钒、钨和钴是工具钢中常见的合金元素，使其耐热、耐用和坚固。
工业上广泛使用的工具钢有六种牌号。
•空气硬化工具钢
•水淬
•高速
•热加工
•防震类型
•油淬
钢铁为什么会生锈?
铁制的材料接触氧气和水就容易生锈。因为钢大部分是铁，所以容易生锈。但钢铁为什么会生锈?
在此之前，我们必须知道氧化是什么。氧化是一种元素获得氧的过程。得到氧的元素被氧化了。
生锈是铁在有水的情况下获得氧气的氧化反应。简化的化学反应是-
铁+水+氧→水合铁(III)氧化物(铁锈)。
4Fe +2xH2O + 3O2→2Fe2O3.xH2O
但是为什么铁会与水和空气发生反应呢?为了稳定，元素倾向于在外层有8个电子。大多数元素都没有8个，所以它们与其他元素共享8个。
举例来说，水由一个氧原子和两个氢原子组成。氧原子的外层有六个电子，而氢原子只有一个电子。
两个氢原子提供了两个电子。因此，氧和氢结合，填满它们的外层(6+2=8)。
同样，铁的外层也有两个电子。因此，它往往有一个完整的外壳。因此，它们一起反应形成FeO (OH)，这是最常见的铁锈形式。
钢铁生锈是一种化学变化。铁原子和碳原子之间的键随着时间的推移而减弱。值得注意的是，这种变化并不迅速。
必须阅读:铁的生锈是化学变化吗
钢会被锈蚀得很厉害。它可以使钢变薄到不再适合其预期用途的程度。
过度腐蚀会导致结构倒塌和管道爆裂。生锈也会降低钢材的美观度。
如何防止钢材生锈?
锈蚀是一个常见的问题。然而，有一些方法可以避免它。
通过防止水分与金属接触，基本上可以防止生锈。让我们来看看一些这样做的选择。
绘画
喷漆会在金属物体上形成一层保护层，防止水分进入。在油漆之前，用砂纸或其他清洁剂去除表面油污。
一定要在狭窄的区域多次刷漆。任何缝隙都会让空气和水接触，最终腐蚀整个东西。
加油
油润滑钢铁部件，使它们移动时摩擦更小，形成防锈屏障。因为油和水不能混溶，所以它们不能混合。
在钢铁上涂一层油可以形成一道屏障，防止水或湿度进入材料，防止生锈。
镀锌
镀锌是在钢表面涂上保护性锌层的过程。锌的腐蚀速度比铁慢三十倍。
锌涂层防止腐蚀性物质进一步渗透到金属中。镀锌钢和不锈钢一样不会生锈。
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结论
使用钢材时，生锈是一个非常麻烦的问题。但如果你知道正确的预防措施，或者只是使用正确的钢材类型，它可以很容易地控制。现在你应该知道了钢会生锈吗，如何预防，以及什么类型的钢是不生锈的。
我希望这篇文章对你有所帮助，谢谢你的来访。
