钢：修订间差异

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鋼或稱鋼鐵、鋼材，是一種由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%，視乎鋼材的等級。其他有時會用到的合金元素還包括錳、鉻、釩和鎢^[1]。碳與其他元素有硬化劑的作用，能夠防止鐵原子的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，及其存在于鋼中的形式（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。

含碳量高於2.0%的合金叫鑄鐵，因為這種合金的熔點較低，可鑄性強^[1]。鋼又跟熟鐵不同，熟鐵可以含有少量的碳，但這些碳雜質都是夾雜在鋼中的殘留熔渣。鋼有兩種跟鑄鐵和熟鐵不同的特性，就是鋼的耐鏽度較高，以及可焊度更佳。

儘管在文藝復興之前很久，人們已經懂得使用各種低效的方法來生產鋼，但是鋼的普及化要等到十七世紀，也就是有了更高效的生產方法之後。自從在十九世紀發明了貝塞麥煉鋼法之後，鋼就成了一種可大量生產的廉價材料。後來煉鋼法經過更多的改進，例如鹼性氧氣煉鋼法，使得鋼的生產價格更低，但同時品質更好。時至今日，鋼已經成為世界上普遍的材質，年生產量達十三億噸。在各種建築、基礎設施、工具、船隻、汽車、機械、電器及武器中，鋼都是一種主要的成份。現代鋼鐵一般用各種標準化團體所制定的不同品質標準來區分。

材質屬性

地球地殼上所有的天然鐵都是以礦石的形式存在，一般為氧化鐵，例如磁鐵礦及赤鐵礦等。要提取鐵，就要把鐵礦中的氧移除，讓氧與其他的化學元素結合，例如碳。這個過程叫熔煉，最早應用於熔點較低的金屬，例如熔點約為250 °C的錫及熔點約為1,100 ℃的銅。而鑄鐵的熔點則為1,375 ℃。這種溫度用於青銅時代就已經有古老的方法就可以達到。由於氧化率在800 ℃以上時就會急劇增加，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^[2]。後續的步驟會把多餘的碳和氧除掉。

很多時候會向鐵／碳化合物加入其他材料，來達至所需的特性。在鋼裏加入鎳和錳會增加鋼的強度，並使沃斯田鐵的化學性質更加穩定，加入鉻會使硬度及熔點上昇，加入釩也可以使硬度上昇，但同時更會減輕金屬疲勞所帶來的效應。為了防止腐蝕，最少會要加入11%的鉻，這樣表面就會生成一層硬的氧化物；這種合金叫不鏽鋼。鎢能干預雪明碳鐵的生成，使麻田散鐵得以在較低的淬火率下生成，這樣的成品叫高速鋼。另一方面，硫、氮與磷會使鋼變得更脆弱，因此必須從礦石中除掉這些普遍存在的元素^[3]。

鋼的密度會隨合金的成份而改變，但一般介于7,750至8,050 kg/m³^[4]。

即使在不同鋼裏面的濃度差異是如此的小，碳－鋼混合物還是可以形成一些不同的結構，這些結構各自有着很不一樣的特性。要煉出高品質的鋼，是必須明白這些特性的。在室溫下，鐵最穩定的形式是體心立方晶格結構的α-铁素体。這是一種頗軟的金屬材料，而且只能溶解很小量的碳，於723 ℃時上限為0.021 wt%，而0 ℃時則為0.005%。在煉的溫度下，若鋼的含碳量超過0.021%，它就會轉化為面心立方晶格的結構，叫沃斯田鐵，或γ-鐵。它亦是一種軟的金屬材料，但是它能溶解相當多的碳，於1,148 ℃達2.1%^[5]，反映出鋼的含碳量上限^[6]。

當鋼的含碳量少於0.8%時（叫亞共析鋼），混合物會從沃斯田鐵相冷卻下來，嘗試回到铁素体相，並因此會有多餘的碳。其中一種能讓碳脫離沃斯田鐵的方法是，等滲碳體因沉澱離開混合物，這樣剩下的鐵純度若足夠地高，就能形成铁素体，得出滲碳體－铁素体混合物。滲碳體是一種既硬且脆的金屬互化物，化學式為Fe₃C。当钢的含碳量为0.8%时（共析钢），冷卻的結構會形成波來鐵，名稱來自於與珍珠母類似的光澤。當鋼的含碳量超過0.8%（过共析钢），冷卻的結構則會形成珠光體和渗碳体^[7]。

也許最重要的同質多形體是麻田散鐵，因為它是一種介穩相，所以比其他鋼相的強度要高很多。當鋼處於沃斯田鐵相時，再受到淬火後會形成马氏体，這是因為當晶格架構從面心立方轉成體心立方時，原子需要被“凍結”在原位的緣故。視乎沃斯田鐵相的碳含量，會形成不同的結構。當含碳量低於0.2%時，會形成體心立方結構的α-铁素体，而當含碳量較高時則會形成體心四方結構。從沃斯田鐵到马氏体的變換，並不需要活化能。而且沒有成份改變，因此原子一般保留變換前的鄰居^[8]。

马氏体的密度比沃斯田鐵低，因此兩者在互相變換時體積也會改變。所以在沃斯田鐵轉成马氏体時，會發生膨脹。這種膨脹所做成的內部應力，一般會對马氏体的晶體進行壓縮，同時對餘下的铁素体施行張力，並且還有相當量的剪應力作用於這兩種成份上。如果淬火做得不完全的話，內部應力可能把會在冷卻時導致斷裂。在最低限度上，還會導致內部加工硬化及其他微觀上的瑕疵。用水作冷卻處理時，很多時候會形成斷裂，儘管裂痕不一定可見^[9]。

熱處理

鋼有多種不同的熱處理過程。最常見的是退火及调质（淬火後回火）。退火是把鋼高溫加熱到軟化的過程。這個過程發生時會經過三個相：回復、再結晶及晶粒成長。鋼退火所需的溫度取決於退火的類型，以及合金的成份^[10]。

调质（淬火後回火）在一開始時先把鋼加熱至沃斯田鐵相，再用水或油進行冷卻。急速的冷卻導致马氏体結構既硬且脆^[8]。此時再把鋼作回火處理，其實就是一種更專門的退火形式。這樣的退火（回火）過程會把一部份的马氏体轉化成滲碳體，或球化波來鐵，轉化會減少鋼內部的應力和瑕疵，因此鋼最後會變得更有韌性，更不易斷^[9]。

鋼材的生產

當鐵礦準備被商業過程提煉前，鐵礦的含碳量仍然是太高。要得到鋼，必須把礦石熔掉，並重新處理來減低含碳量至適當水平，而在這個時候還可以加入其他元素。然後把液體用連續鑄造法鑄成厚鋼板，又或是用鑄造法鑄成鋼錠。大約96%的鋼是用連續鑄造法處理，而只有4%的鋼被鑄成鋼錠^[11]。之後把鋼放進均熱爐裏加熱，再用熱軋軋成厚鋼板、鋼塊或鋼坯。厚鋼板會被熱或冷軋成鋼片或薄鋼板。鋼坯會被熱或冷軋成鋼條、鋼棒及鋼線。鋼塊則會被熱或冷軋成結構鋼，如工字梁及鐵路軌道。在現代鑄造廠中，這些過程一般會以裝配線的形式運作，也就是鑄造廠輸入礦石，輸出鋼成品^[12]。有時鋼在軋完以後會再接受一次熱處理，來增加強度，然而會這樣做的廠商是相對地少^[13]。

煉鋼的歷史

古代鋼

自古以來，人們就已經知道鋼的存在，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^[14]。

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^[15]。其他古代鋼來自東非，可追溯至公元前1400年^[16]。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^[17]。在戰國時代（公元前403－221年）中國用淬火來硬化鋼材^[18]，而到了漢朝（公元前202－公元220年），採用熟鐵和鑄鐵熔在一起煉鋼，以此技術在公元一世紀做出了中碳鋼^[19]^[20]。東非的哈亞人在接近2,000年前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^[21]。

烏茲鋼（大馬士革鋼）

高碳鋼最早的生產證據出現於印度次大陸，出土地為斯里蘭卡的莎瑪納拉威瓦。^[22]印度在公元前300年就開始生產烏茲鋼^[23]。自從烏茲鋼的鍛造法在公元五世紀從印度傳入了中國，中國人除了使用他們本身原創的鍛鋼法，也採用了烏茲鋼的生產法^[24]，做出來的鋼叫做鑌鐵。在斯里蘭卡，這種早期的煉鋼法用到一種特殊的送風式爐，它用的風是季風，能夠生產出高碳鋼^[25]。烏茲鋼也叫大馬士革鋼，以其耐用性，與所製刀刃不易損而聞名。最早是由多種不同的材料製成，當中包括各種稀有元素。它本質上是一種以鐵為主的複雜合金。最近研究指出，它的內部結構中含有碳納米管，所以這可能就是它那有名特性的來源，介於當時的鑄造技術有限，做出這種結構大概是出於偶然，而不是有意^[26]。送風式爐用的是天然風，爐內放置含鐵的土壤，並用木材加熱。古代的僧伽羅人成功從每兩噸的土壤中提煉出一整噸的鋼材，在當時來說可謂成就卓越。考古學家在莎瑪納拉威瓦找到了這樣的一個爐，並成功用古人的方法來生產鋼鐵^[25]^[27]。

把純鐵與碳（一般是木炭）放在一起於坩堝內慢慢加熱，冷卻後就能得到坩堝鋼，在公元九至十世紀前，梅爾夫這個地方就已經在生產坩堝鋼。在十一世紀，有證據指出宋朝的中國共有兩種煉鋼法：一種把小量熟鐵跟鑄鐵熔在一起，用於生產不均勻的次等鋼；另一種是現代貝塞麥煉鋼法的前身，透過在冷爐風下的重覆鍛造，達到不完全除碳的效果^[28]。

現代煉鋼

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^[29]。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^[30]^[31]^[32]。

從鐵條開始的過程

在這些過程中，生鐵需要在精煉廠中接受精煉，以生產出鐵條（熟鐵），之後再拿鐵條去煉鋼^[29]。

用滲碳法煉鋼的程序被記載於一篇在1574年布拉格出版的論文中，並且早在1601年紐倫堡人就在用這方法煉鋼。一本在1589年那不勒斯出版的書中有提及相近的方法，用於製作經表面硬化的盔甲與銼。這套程序在1614年被引入英格蘭，而巴茲爾·布魯克爵士於1610年代在什羅普郡的柯爾布魯德爾生產這種鋼^[33]。這套方法的原材料是熟鐵造的鐵條。在十七世紀期間，最好的熟鐵是瑞典斯德哥爾摩以北所產的厄勒格倫德鐵。到了十九世紀這種鐵還是最常用的原料，也就是在用這套方法的期間，幾乎用的都是這種鐵^[34]^[35]。

在坩堝裏燒出來的鋼叫坩堝鋼，它是沒有經過鍛造的，因此成品會比較均勻。以前大部份的爐都不能達到能熔掉鋼的溫度。現代的坩堝鋼工業最早是由本傑明·漢特斯曼於1740年代的發明所衍生的。一般會把滲碳鋼（以滲碳法製成的鋼）放在坩堝或熔爐裏面熔掉，然後鑄成鋼錠^[35]^[36]。

從生鐵開始的過程

煉鋼的現代史從1858年^[37]^[38] 引進亨利·貝塞麥的貝塞麥煉鋼法開始。他的原料是生鐵^[39]。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^[40]。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西門子－馬丁煉鋼法，能夠補足貝塞麥煉鋼法的缺點^[35]。

在使用碱性氧氣煉鋼的林茨－多納維茨煉鋼法出現後，上述的煉鋼法都被淘汰了，碱性氧氣煉鋼法及其他氧氣煉鋼法是在1950年代被開發出來的。碱性氧氣煉鋼法比其他方法優勝是因為，被泵到表面上的氧氣會限制雜質，而從前雜質能夠從所用的空氣中進入^[41]。時至今日，用電弧爐來重新處理廢金屬是很常見的，處理後能生產出新的鋼。它也可用於把生鐵轉化成鋼，但需要使用大量電力（每噸需要約440 kWh），所以一般只能在有大量廉價電力供應的情況下才有經濟效益^[42]。

鋼鐵工業

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，因為鋼在基礎設施與整體經濟發展中有着舉足輕重的角色^[43]。

在1980年，美國共有500,000名鋼鐵工人。到2000年，數量減至224,000人^[44]。

中國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^[45]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年收購柯以斯集團）、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。

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^[46]。

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^[47]。

現代鋼材

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^[3]。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% ^[1]。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^[48]。低合金鋼是與其他元素合成的鋼，通常為鉬、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^[1]。不鏽鋼為了抵抗腐蝕（生鏽），需要加入最少11%的鉻，通常還會再加鎳。一些不鏽鋼，如铁素体不鏽鋼帶磁性，而沃斯田鐵不鏽鋼則不帶磁性^[49]。

其他更現代的鋼材還包括工具鋼，合金元素為大量的鎢與鈷或其他元素，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^[1]。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^[50]。

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^[51]。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。碳是奧氏體的穩定化學元素，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。^[52]。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^[53]。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^[54]。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，以及生命之鉗的切割刃^[55]。

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等級，區分很多種不同的鋼鐵^[56]。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^[57]。

將鋼熱浸於鋅中或在鋼上電鍍上一層鋅，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^[58]。

用途

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，鋼在家用電器與汽車製造都有廣泛應用。儘管用鋁的汽車主體正在增加，但是它們的主要材料仍然是鋼。鋼也被用於各種建造用的材料，例如螺栓、釘子及螺絲^[59]。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載具用裝甲（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。

歷史上

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。鋼也被用於製作彈簧，包括鐘錶裏的彈簧^[35]。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^[60]。

長鋼

鋼筋混凝土裏加固用的鋼筋與鋼纖維
鐵路軌道
現代建築與橋樑的結構鋼
鋼絲
重新鍛造的原料

扁碳鋼

家用電器
磁芯
汽車、火車及船隻的內外主體

不鏽鋼

低背景鋼

由於核試的關係，所以在第二次世界大戰之後生產的鋼，會受到放射性同位素的污染。於是1945年之前生產的鋼，被稱為低背景鋼，这种钢材被用於對輻射敏感的特定用途，例如蓋革計數器及輻射屏蔽。

另見

煉鋼廠
玉鋼，用於日本武士刀
馬口鐵皮
烏茲鋼

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延伸閱讀

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外部連結

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（英文）劍橋大學的鋼鐵大型資料庫（页面存档备份，存于互联网档案馆）
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+{{noteTA
+|1=zh-tw:麻田散鐵;zh-cn:马氏体;
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 {{鋼鐵}}
-[[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]]為沃斯田鐵與滲碳體的共熔混合物，而α、β及δ為不同種類的鐵素體]]
+[[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]]
 [[File:The viaduct La Polvorilla, Salta Argentina.jpg|thumb|250px|钢桥]]
-'''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]]。碳約佔鋼材重量的0.2%至2.1%，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，及其存在于鋼中的形式（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。
-含碳量高於2.1%的合金叫[[鑄鐵]]，因為這種合金的[[熔点|熔點]]較低，[[可鑄性]]強<ref name=EM2/>。鋼又跟[[熟鐵]]不同，熟鐵可以含有少量的碳，但這些碳雜質都是夾雜在鋼中的殘留[[熔渣]]。鋼有兩種跟鑄鐵和熟鐵不同的特性，就是鋼的耐[[铁锈|鏽]]度較高，以及[[可焊度]]更佳。
+含碳量高於2.0%的合金叫[[鑄鐵]]，因為這種合金的[[熔点|熔點]]較低，[[可鑄性]]強<ref name=EM2/>。鋼又跟[[熟鐵]]不同，熟鐵可以含有少量的碳，但這些碳雜質都是夾雜在鋼中的殘留[[熔渣]]。鋼有兩種跟鑄鐵和熟鐵不同的特性，就是鋼的耐[[铁锈|鏽]]度較高，以及[[可焊度]]更佳。
-儘管在[[文艺复兴|文藝復興]]之前很久，人們已經懂得使用各種低效的方法來生產鋼，但是鋼的普及化要等到十七世紀，也就是有了更高效的生產法之後。自從在十九世紀發明了[[贝塞麦转炉炼钢法|貝塞麥煉鋼法]]之後，鋼就成了一種可[[大量生產]]的廉價材料。後來煉鋼法經過更多的改進，例如[[碱性氧氣煉鋼]]，使得鋼的生產價格更低，但同時品質更好。時至今日，鋼已經成為世界上普遍的材質，年生產量達十三億噸。在各種建築、基礎設施、工具、船隻、汽車、機械、電器及武器中，鋼都是一種主要的成份。現代鋼鐵一般用各種[[標準化團體]]所制定的不同品質標準來區分。
+儘管在[[文艺复兴|文藝復興]]之前很久，人們已經懂得使用各種低效的方法來生產鋼，但是鋼的普及化要等到十七世紀，也就是有了更高效的生產方法之後。自從在十九世紀發明了[[贝塞麦转炉炼钢法|貝塞麥煉鋼法]]之後，鋼就成了一種可[[大量生產]]的廉價材料。後來煉鋼法經過更多的改進，例如[[碱性氧氣煉鋼|鹼性氧氣煉鋼法]]，使得鋼的生產價格更低，但同時品質更好。時至今日，鋼已經成為世界上普遍的材質，年生產量達十三億噸。在各種建築、基礎設施、工具、船隻、汽車、機械、電器及武器中，鋼都是一種主要的成份。現代鋼鐵一般用各種[[標準化團體]]所制定的不同品質標準來區分。
 == 材質屬性 ==
 [[File:Steel wire rope.png|thumb|250px|[[煤礦]][[提昇塔]]上的[[鋼纜]]]]
-[[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 ℃。這種溫度用於[[青铜时代|青銅時代]]就已經有古老的方法就可以達到。由於氧化率在800 ℃以上時就會急劇增加，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。
-很多時候會向鐵／碳化合物加入其他材料，來達至所需的特性。在鋼裏加入[[镍|鎳]]和[[锰|錳]]會增加鋼的強度，並使[[沃斯田鐵]]的化學性質更加穩定，加入[[铬|鉻]]會使硬度及熔點上昇，加入[[钒|釩]]也可以使硬度上昇，但同時更會減輕[[金屬疲勞]]所帶來的效應。為了防止腐蝕，最少會要加入11%的鉻，這樣表面就會生成一層硬的[[氧化物]]；這種合金叫[[不鏽鋼]]。鎢能-{干}-預[[滲碳體]]的生成，使[[馬氏體]]得以在較低的[[淬火]]率下生成，這樣的成品叫[[高速鋼]]。另一方面，[[硫]]、[[氮]]與[[磷]]會使鋼變得更脆弱，因此必須從礦石中除掉這些普遍存在的元素<ref name=materialsengineer>{{cite web|title=Alloying of Steels|publisher=Metallurgical Consultants|date=2006-06-28|url=http://materialsengineer.com/E-Alloying-Steels.htm|accessdate=2007-02-28|deadurl=yes|archiveurl=https://web.archive.org/web/20070221070822/http://www.materialsengineer.com/E-Alloying-Steels.htm|archivedate=2007-02-21}}.</ref>。
+很多時候會向鐵／碳化合物加入其他材料，來達至所需的特性。在鋼裏加入[[镍|鎳]]和[[锰|錳]]會增加鋼的強度，並使[[沃斯田鐵]]的化學性質更加穩定，加入[[铬|鉻]]會使硬度及熔點上昇，加入[[钒|釩]]也可以使硬度上昇，但同時更會減輕[[金屬疲勞]]所帶來的效應。為了防止腐蝕，最少會要加入11%的鉻，這樣表面就會生成一層硬的[[氧化物]]；這種合金叫[[不鏽鋼]]。鎢能-{干}-預[[滲碳體|雪明碳鐵]]的生成，使[[馬氏體|麻田散鐵]]得以在較低的[[淬火]]率下生成，這樣的成品叫[[高速鋼]]。另一方面，[[硫]]、[[氮]]與[[磷]]會使鋼變得更脆弱，因此必須從礦石中除掉這些普遍存在的元素<ref name=materialsengineer>{{cite web|title=Alloying of Steels|publisher=Metallurgical Consultants|date=2006-06-28|url=http://materialsengineer.com/E-Alloying-Steels.htm|accessdate=2007-02-28|deadurl=yes|archiveurl=https://web.archive.org/web/20070221070822/http://www.materialsengineer.com/E-Alloying-Steels.htm|archivedate=2007-02-21}}.</ref>。
-鋼的密度會隨合金的成份而改變，但一般介与7,750至8,050 kg/m<sup>3</sup><ref>{{cite web|last = Elert|first = Glenn|title = Density of Steel|url = http://hypertextbook.com/facts/2004/KarenSutherland.shtml|accessdate = 2009-04-23}}.</ref>。
+鋼的密度會隨合金的成份而改變，但一般介于7,750至8,050 kg/m<sup>3</sup><ref>{{cite web|last = Elert|first = Glenn|title = Density of Steel|url = http://hypertextbook.com/facts/2004/KarenSutherland.shtml|accessdate = 2009-04-23|archive-date = 2019-11-02|archive-url = https://web.archive.org/web/20191102195434/https://hypertextbook.com/facts/2004/KarenSutherland.shtml}}.</ref>。
-即使在不同鋼裏面的濃度差異是如此的小，碳－鋼混合物還是可以形成一些不同的結構，這些結構各自有着很不一樣特性。要煉出高品質的鋼，是必須明白這些特性的。在[[常温|室溫]]下，鐵最穩定的形式是[[體心立方晶格]]結構的α-[[肥粒鐵|鐵素體]]。這是一種頗軟的金屬材料，而且只能溶解很小量的碳，於723 ℃時上限為0.021 [[重量百分濃度|wt%]]，而0 ℃時則為0.005%。在煉的溫度下，若鋼的含碳量超過0.021%，它就會轉化為[[立方晶系|面心立方晶格]]的結構，叫[[沃斯田鐵]]，或γ-鐵。它亦是一種軟的金屬材料，但是它能溶解相當多的碳，於1,148 ℃達2.1%<ref>這個數值在各種資料來源中有所出入，因此四捨五入為2.1%，但其精確值是很理論的，因為很少會做出含碳量如此的純碳鋼。見：
+即使在不同鋼裏面的濃度差異是如此的小，碳－鋼混合物還是可以形成一些不同的結構，這些結構各自有着很不一樣的特性。要煉出高品質的鋼，是必須明白這些特性的。在[[常温|室溫]]下，鐵最穩定的形式是[[體心立方晶格]]結構的α-[[肥粒鐵|铁素体]]。這是一種頗軟的金屬材料，而且只能溶解很小量的碳，於723 ℃時上限為0.021 [[重量百分濃度|wt%]]，而0 ℃時則為0.005%。在煉的溫度下，若鋼的含碳量超過0.021%，它就會轉化為[[立方晶系|面心立方晶格]]的結構，叫[[沃斯田鐵]]，或γ-鐵。它亦是一種軟的金屬材料，但是它能溶解相當多的碳，於1,148 ℃達2.1%<ref>這個數值在各種資料來源中有所出入，因此四捨五入為2.1%，但其精確值是很理論的，因為很少會做出含碳量如此的純碳鋼。見：
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 *{{harvnb|Ashby|Jones|1992}}—2.14%.</ref>，反映出鋼的含碳量上限<ref>{{harvnb|Smith|Hashemi|2006|p=363}}.</ref>。
-當鋼的含碳量少於0.8%時（叫[[亞共析鋼]]），混合物會從沃斯田鐵相冷卻下來，嘗試回到鐵素體相，並因此會有多餘的碳。其中一種能讓碳脫離沃斯田鐵的方法是，等滲碳體因[[沉澱]]離開混合物，這樣剩下的鐵純度若足夠地高，就能形成鐵素體，得出滲碳體－鐵素體混合物。滲碳體是一種既硬且脆的[[金屬互化物]]，化學式為Fe<sub>3</sub>C。当钢的含碳量为0.8%时（共析钢），冷卻的結構會形成[[珠光體]]，名稱來自於與[[珍珠母]]類似的光澤。當鋼的含碳量超過0.8%（过共析钢），冷卻的結構則會形成珠光體和渗碳体<ref>{{harvnb|Smith|Hashemi|2006|pp=365–372}}.</ref>。
+當鋼的含碳量少於0.8%時（叫[[亞共析鋼]]），混合物會從沃斯田鐵相冷卻下來，嘗試回到铁素体相，並因此會有多餘的碳。其中一種能讓碳脫離沃斯田鐵的方法是，等滲碳體因[[沉澱]]離開混合物，這樣剩下的鐵純度若足夠地高，就能形成铁素体，得出滲碳體－铁素体混合物。滲碳體是一種既硬且脆的[[金屬互化物]]，化學式為Fe<sub>3</sub>C。当钢的含碳量为0.8%时（共析钢），冷卻的結構會形成[[珠光體|波來鐵]]，名稱來自於與[[珍珠母]]類似的光澤。當鋼的含碳量超過0.8%（过共析钢），冷卻的結構則會形成珠光體和渗碳体<ref>{{harvnb|Smith|Hashemi|2006|pp=365–372}}.</ref>。
-也許最重要的[[同質多形性|同質多形體]]是[[馬氏體]]，因為它是一種[[介穩性|介穩相]]，所以比其他鋼相的強度要高很多。當鋼處於[[沃斯田鐵]]相時，再受到[[淬火]]後會形成馬氏體，這是因為當晶格架構從面心立方轉成體心立方時，原子需要被“凍結”在原位的緣故。視乎沃斯田鐵相的碳含量，會形成不同的結構。當含碳量低於0.2%時，會形成體心立方結構的α-鐵素體，而當含碳量較高時則會形成[[四方晶系|體心四方]]結構。從沃斯田鐵到馬氏體的變換，並不需要[[活化能]]。而且沒有成份改變，因此原子一般保留變換前的鄰居<ref name="smith&hashemi">{{Harvnb|Smith|Hashemi|2006|pp=373–378}}.</ref>。
+也許最重要的[[同質多形性|同質多形體]]是[[馬氏體|麻田散鐵]]，因為它是一種[[介穩性|介穩相]]，所以比其他鋼相的強度要高很多。當鋼處於[[沃斯田鐵]]相時，再受到[[淬火]]後會形成马氏体，這是因為當晶格架構從面心立方轉成體心立方時，原子需要被“凍結”在原位的緣故。視乎沃斯田鐵相的碳含量，會形成不同的結構。當含碳量低於0.2%時，會形成體心立方結構的α-铁素体，而當含碳量較高時則會形成[[四方晶系|體心四方]]結構。從沃斯田鐵到马氏体的變換，並不需要[[活化能]]。而且沒有成份改變，因此原子一般保留變換前的鄰居<ref name="smith&hashemi">{{Harvnb|Smith|Hashemi|2006|pp=373–378}}.</ref>。
-馬氏體的密度比沃斯田鐵低，因此兩者在互相變換時體積也會改變。所以在沃斯田鐵轉成馬氏體時，會發生膨脹。這種膨脹所做成的內部[[應力]]，一般會對馬氏體的晶體進行[[壓縮]]，同時對餘下的鐵素體施行[[張力]]，並且還有相當量的[[剪應力]]作用於這兩種成份上。如果淬火做得不完全的話，內部應力可能把會在冷卻時導致斷裂。在最低限度上，還會導致內部[[加工硬化]]及其他微觀上的瑕疵。用水作冷卻處理時，很多時候會形成斷裂，儘管裂痕不一定可見<ref>{{harvnb|Smith|Hashemi|2006|p=388}}.</ref>。
+马氏体的密度比沃斯田鐵低，因此兩者在互相變換時體積也會改變。所以在沃斯田鐵轉成马氏体時，會發生膨脹。這種膨脹所做成的內部[[應力]]，一般會對马氏体的晶體進行[[壓縮 (物理)|壓縮]]，同時對餘下的铁素体施行[[張力]]，並且還有相當量的[[剪應力]]作用於這兩種成份上。如果淬火做得不完全的話，內部應力可能把會在冷卻時導致斷裂。在最低限度上，還會導致內部[[加工硬化]]及其他微觀上的瑕疵。用水作冷卻處理時，很多時候會形成斷裂，儘管裂痕不一定可見<ref name="#1">{{harvnb|Smith|Hashemi|2006|p=388}}.</ref>。
 === 熱處理 ===
 鋼有多種不同的[[热处理|熱處理]]過程。最常見的是[[退火]]及[[调质]]（淬火後[[回火]]）。退火是把鋼高溫加熱到軟化的過程。這個過程發生時會經過三個相：[[回復 (冶金學)|回復]]、[[再結晶 (冶金學)|再結晶]]及[[晶粒成長]]。鋼退火所需的溫度取決於退火的類型，以及合金的成份<ref>{{harvnb|Smith|Hashemi|2006|p=249}}.</ref>。
-[[调质]]（淬火後[[回火]]）在一開始時先把鋼加熱至[[沃斯田鐵]]相，再用[[水]]或[[油]]進行冷卻。急速的冷卻導致馬氏體結構既硬且脆<ref name="smith&hashemi"/>。此時再把鋼作回火處理，其實就是一種更專門的退火形式。這樣的退火（回火）過程會把一部份的馬氏體轉化成滲碳體，或[[球化珠光體]]，轉化會減少鋼內部的應力和瑕疵，因此鋼最後會變得更有韌性，更不易斷<ref>{{harvnb|Smith|Hashemi|2006|p=388}}.</ref>。
+[[调质]]（淬火後[[回火]]）在一開始時先把鋼加熱至[[沃斯田鐵]]相，再用[[水]]或[[油]]進行冷卻。急速的冷卻導致马氏体結構既硬且脆<ref name="smith&hashemi"/>。此時再把鋼作回火處理，其實就是一種更專門的退火形式。這樣的退火（回火）過程會把一部份的马氏体轉化成滲碳體，或[[球化珠光體|球化波來鐵]]，轉化會減少鋼內部的應力和瑕疵，因此鋼最後會變得更有韌性，更不易斷<ref name="#1"/>。
 == 鋼材的生產 ==
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 {{Main|煉鋼}}
 {{See also|各國鋼產量列表}}
-當鐵礦準備被商業過程提煉前，鐵礦的含碳量仍然是太高。要得到鋼，必須把礦石熔掉，並重新處理來減低含碳量至適當水平，而在這個時候還可以加入其他元素。然後把液體用[[連續鑄造法]]鑄成厚鋼板，又或是用[[鑄造|鑄造法]]鑄成鋼錠。大約96%的鋼是用連續鑄造法處理，而只有4%的鋼被鑄成鋼錠<ref>{{harvnb|Smith|Hashemi|2006|p=361}}</ref>。之後把鋼放進[[均熱爐]]裏加熱，再用[[熱軋]]軋成厚鋼板、鋼塊或鋼[[坯]]。厚鋼板會被熱或[[冷軋]]成鋼片或薄鋼板。鋼坯會被熱或冷軋成鋼條、鋼棒及鋼線。鋼塊則會被被熱或冷軋成[[結構鋼]]，如[[工字梁|-{zh-hans:工字梁;zh-hant:H型鋼}-]]及[[鐵路軌道]]。在現代[[鑄造廠]]中，這些過程一般會以[[裝配線]]的形式運作，也就是鑄造廠輸入礦石，輸出鋼成品<ref>{{harvnb|Smith|Hashemi|2006|pp=361–362}}.</ref>。有時鋼在軋完以後會再接受一次熱處理，來增加強度，然而會這樣做的廠商是相對地少<ref>{{Harvnb|Bugayev|Konovalov|Bychkov|Tretyakov|Savin|2001|p=225}}</ref>。
+當鐵礦準備被商業過程提煉前，鐵礦的含碳量仍然是太高。要得到鋼，必須把礦石熔掉，並重新處理來減低含碳量至適當水平，而在這個時候還可以加入其他元素。然後把液體用[[連續鑄造法]]鑄成厚鋼板，又或是用[[鑄造|鑄造法]]鑄成鋼錠。大約96%的鋼是用連續鑄造法處理，而只有4%的鋼被鑄成鋼錠<ref>{{harvnb|Smith|Hashemi|2006|p=361}}</ref>。之後把鋼放進[[均熱爐]]裏加熱，再用[[熱軋]]軋成厚鋼板、鋼塊或鋼[[坯]]。厚鋼板會被熱或[[冷軋]]成鋼片或薄鋼板。鋼坯會被熱或冷軋成鋼條、鋼棒及鋼線。鋼塊則會被熱或冷軋成[[結構鋼]]，如[[工字梁|-{zh-hans:工字梁;zh-hant:H型鋼}-]]及[[鐵路軌道]]。在現代[[鑄造廠]]中，這些過程一般會以[[裝配線]]的形式運作，也就是鑄造廠輸入礦石，輸出鋼成品<ref>{{harvnb|Smith|Hashemi|2006|pp=361–362}}.</ref>。有時鋼在軋完以後會再接受一次熱處理，來增加強度，然而會這樣做的廠商是相對地少<ref>{{Harvnb|Bugayev|Konovalov|Bychkov|Tretyakov|Savin|2001|p=225}}</ref>。
 == 煉鋼的歷史 ==
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 === 古代鋼 ===
-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|deadurl=yes|archiveurl=https://web.archive.org/web/20070205063947/http://www.staff.hum.ku.dk/dbwagner/KoreanFe/KoreanFe.html|archivedate=2007-02-05}}</ref>。
+自古以來，人們就已經知道鋼的存在，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|deadurl=yes|archiveurl=https://web.archive.org/web/20070205063947/http://www.staff.hum.ku.dk/dbwagner/KoreanFe/KoreanFe.html|archivedate=2007-02-05}}</ref>。
-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 |deadurl=yes |archiveurl=https://web.archive.org/web/20090329111924/http://www.hindu.com/thehindu/holnus/001200903261611.htm |archivedate=2009-03-29 }}</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 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20070619033436/http://www.wsu.edu/~dee/CIVAFRCA/IRONAGE.HTM |archivedate=2007-06-19 |deadurl=yes }}</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>。
+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 |deadurl=yes |archiveurl=https://web.archive.org/web/20090329111924/http://www.hindu.com/thehindu/holnus/001200903261611.htm |archivedate=2009-03-29 }}</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 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20070619033436/http://www.wsu.edu/~dee/CIVAFRCA/IRONAGE.HTM |archivedate=2007-06-19 |deadurl=yes }}</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>。在[[戰國|戰國時代]]（公元前403－221年）中國用淬火來硬化鋼材<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），採用[[熟鐵]]和[[鑄鐵]]熔在一起煉鋼，以此技術在公元一世紀做出了中碳鋼<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] {{Wayback|url=http://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,912179,00.html?promoid=googlep |date=20130723123255 }}. Time Magazine, Sept. 25, 1978.</ref>。
 === 烏茲鋼（大馬士革鋼） ===
 {{Main|大馬士革鋼}}
-高碳鋼最早的生產證據出現於[[印度次大陸]]，出土地為[[斯里蘭卡]]的莎瑪納拉威瓦。<ref>{{cite news| last = Wilford|first = John Noble|title = Ancient Smelter Used Wind To Make High-Grade Steel|work = The New York Times|date = 1996-02-06|url = http://www.nytimes.com/1996/02/06/science/ancient-smelter-used-wind-to-make-high-grade-steel.html?n=Top%2FNews%2FScience%2FTopics%2FArchaeology%20and%20Anthropology}}</ref>[[印度]]在公元前300年就開始生產[[烏茲鋼]]<ref name=ann>Ann Feuerbach, 'An investigation of the varied technology found in swords, sabres and blades from the Russian Northern Caucasus' [https://www.es.ucl.ac.uk/iams/jour_25/iams25_Feuerbach.pdf IAMS 25 for 2005, pp. 27–43 (p. 29)] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110430044256/https://www.es.ucl.ac.uk/iams/jour_25/iams25_Feuerbach.pdf |date=2011-04-30 }}, apparently ultimately from the writings of Zosimos of Panopolis.</ref>。自從烏茲鋼的鍛造法在公元五世紀從印度傳入了中國，中國人除了使用他們本身原創的鍛鋼法，也採用了烏茲鋼的生產法<ref name="needham volume 4 part 1 282">Needham, Volume 4, Part 1, p. 282.</ref>，做出來的鋼叫做鑌鐵。在斯里蘭卡，這種早期的煉鋼法用到一種特殊的送風式爐，它用的風是[[季风|季風]]，能夠生產出高碳鋼<ref name="Juleff1">{{cite journal|author=Juleff, G.|title=An ancient wind powered iron smelting technology in Sri Lanka|journal=[[自然 (期刊)|Nature]]|volume=379|issue=3|pages=60–63|year=1996|doi=10.1038/379060a0|ref=harv|bibcode = 1996Natur.379...60J }}</ref>。烏茲鋼也叫[[大馬士革鋼]]，以其耐用性，與所製[[刀鋒|刀刃]]不易損而聞名。最早是由多種不同的材料製成，當中包括各種[[稀有元素]]。它本質上是一種以鐵為主的複雜合金。最近研究指出，它的內部結構中含有[[碳纳米管|碳納米管]]，所以這可能就是它那有名特性的來源，介於當時的鑄造技術有限，做出這種結構大概是出於偶然，而不是有意<ref>{{cite journal |title = Sharpest cut from nanotube sword|first = Katharine|last = Sanderson|publisher=Nature|date = 2006-11-15|doi = 10.1038/news061113-11 |journal = News nature |ref = harv}}</ref>。送風式爐用的是天然風，爐內放置含鐵的土壤，並用木材加熱。古代的[[僧伽罗|僧伽羅人]]成功從每兩噸的土壤中提煉出一整噸的鋼材，當時來說可謂成就卓越。考古學家在莎瑪納拉威瓦找到了這樣的一個爐，並成功用古人的方法來生產鋼鐵<ref name="Juleff1"/><ref>{{cite journal|author=Wayman, M L and Juleff, G|title=Crucible Steelmaking in Sri Lanka|journal=Historical Metallurgy|volume=33|issue=1|year=1999|page=26|ref=harv}}</ref>。
+高碳鋼最早的生產證據出現於[[印度次大陸]]，出土地為[[斯里蘭卡]]的莎瑪納拉威瓦。<ref>{{cite news|last = Wilford|first = John Noble|title = Ancient Smelter Used Wind To Make High-Grade Steel|work = The New York Times|date = 1996-02-06|url = http://www.nytimes.com/1996/02/06/science/ancient-smelter-used-wind-to-make-high-grade-steel.html?n=Top%2FNews%2FScience%2FTopics%2FArchaeology%20and%20Anthropology|accessdate = 2012-07-27|archive-date = 2021-04-16|archive-url = https://web.archive.org/web/20210416090052/https://www.nytimes.com/1996/02/06/science/ancient-smelter-used-wind-to-make-high-grade-steel.html?n=Top%2FNews%2FScience%2FTopics%2FArchaeology%20and%20Anthropology}}</ref>[[印度]]在公元前300年就開始生產[[烏茲鋼]]<ref name=ann>Ann Feuerbach, 'An investigation of the varied technology found in swords, sabres and blades from the Russian Northern Caucasus' [https://www.es.ucl.ac.uk/iams/jour_25/iams25_Feuerbach.pdf IAMS 25 for 2005, pp. 27–43 (p. 29)] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110430044256/https://www.es.ucl.ac.uk/iams/jour_25/iams25_Feuerbach.pdf |date=2011-04-30 }}, apparently ultimately from the writings of Zosimos of Panopolis.</ref>。自從烏茲鋼的鍛造法在公元五世紀從印度傳入了中國，中國人除了使用他們本身原創的鍛鋼法，也採用了烏茲鋼的生產法<ref name="needham volume 4 part 1 282">Needham, Volume 4, Part 1, p. 282.</ref>，做出來的鋼叫做鑌鐵。在斯里蘭卡，這種早期的煉鋼法用到一種特殊的送風式爐，它用的風是[[季风|季風]]，能夠生產出高碳鋼<ref name="Juleff1">{{cite journal|author=Juleff, G.|title=An ancient wind powered iron smelting technology in Sri Lanka|journal=[[自然 (期刊)|Nature]]|volume=379|issue=3|pages=60–63|year=1996|doi=10.1038/379060a0|ref=harv|bibcode = 1996Natur.379...60J }}</ref>。烏茲鋼也叫[[大馬士革鋼]]，以其耐用性，與所製[[刀鋒|刀刃]]不易損而聞名。最早是由多種不同的材料製成，當中包括各種[[稀有元素]]。它本質上是一種以鐵為主的複雜合金。最近研究指出，它的內部結構中含有[[碳纳米管|碳納米管]]，所以這可能就是它那有名特性的來源，介於當時的鑄造技術有限，做出這種結構大概是出於偶然，而不是有意<ref>{{cite journal |title = Sharpest cut from nanotube sword|first = Katharine|last = Sanderson|publisher=Nature|date = 2006-11-15|doi = 10.1038/news061113-11 |journal = News nature |ref = harv}}</ref>。送風式爐用的是天然風，爐內放置含鐵的土壤，並用木材加熱。古代的[[僧伽罗|僧伽羅人]]成功從每兩噸的土壤中提煉出一整噸的鋼材，在當時來說可謂成就卓越。考古學家在莎瑪納拉威瓦找到了這樣的一個爐，並成功用古人的方法來生產鋼鐵<ref name="Juleff1"/><ref>{{cite journal|author=Wayman, M L and Juleff, G|title=Crucible Steelmaking in Sri Lanka|journal=Historical Metallurgy|volume=33|issue=1|year=1999|page=26|ref=harv}}</ref>。
 把純鐵與碳（一般是木炭）放在一起於[[坩埚|坩堝]]內慢慢加熱，冷卻後就能得到[[坩堝鋼]]，在公元九至十世紀前，[[梅尔夫|梅爾夫]]這個地方就已經在生產坩堝鋼。在十一世紀，有證據指出[[宋朝]]的中國共有兩種煉鋼法：一種把小量熟鐵跟鑄鐵熔在一起，用於生產不均勻的次等鋼；另一種是現代貝塞麥煉鋼法的前身，透過在[[冷爐風]]下的重覆鍛造，達到不完全除碳的效果<ref>{{cite journal|author=Hartwell, Robert |title=Markets, Technology and the Structure of Enterprise in the Development of the Eleventh Century Chinese Iron and Steel Industry|journal=Journal of Economic History|volume=26|year=966|pages=53–54|ref=harv}}</ref>。
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 用[[滲碳法]]煉鋼的程序被記載於一篇在1574年布拉格出版的論文中，並且早在1601年[[纽伦堡|紐倫堡]]人就在用這方法煉鋼。一本在1589年[[那不勒斯]]出版的書中有提及相近的方法，用於製作經[[表面硬化]]的盔甲與銼。這套程序在1614年被引入英格蘭，而[[巴茲爾·布魯克]]爵士於1610年代在[[什罗普郡|什羅普郡]]的[[柯爾布魯德爾]]生產這種鋼<ref>Barraclough, K. C. ''Steel before Bessemer: I Blister Steel: the birth of an industry'' (The Metals Society, London, 1984), pp. 48–52.</ref>。這套方法的原材料是熟鐵造的鐵條。在十七世紀期間，最好的熟鐵是[[瑞典]][[斯德哥尔摩|斯德哥爾摩]]以北所產的[[厄勒格倫德鐵]]。到了十九世紀這種鐵還是最常用的原料，也就是在用這套方法的期間，幾乎用的都是這種鐵<ref>{{cite journal|author=King, P. W. |title=The Cartel in Oregrounds Iron: trading in the raw material for steel during the eighteenth century|journal=Journal of Industrial History|volume=6|issue=1|year=2003|pages=25–49|ref=harv}}</ref><ref name="britannicaironandsteel">{{cite encyclopedia|title=Iron and steel industry|encyclopedia=Britannica|publisher=Encyclopædia Britannica|year=2007|accessdate=2007-03-01}}</ref>。
-在[[坩埚|坩堝]]裏燒出來的鋼叫[[坩堝鋼]]，它是沒有經過[[鍛造]]的，因此成品會比均勻。以前大部份的爐都不能達到能熔掉鋼的溫度。現代的坩堝鋼工業最早是由[[本傑明·漢特斯曼]]於1740年代的發明所衍生的。一般會把[[滲碳鋼]]（以滲碳法製成的鋼）放在坩堝或熔爐裏面熔掉，然後鑄成鋼錠<ref name="britannicaironandsteel"/><ref>K. C. Barraclough, ''Steel before Bessemer: II Crucible Steel: the growth of technology'' (The Metals Society, London, 1984).</ref>。
+在[[坩埚|坩堝]]裏燒出來的鋼叫[[坩堝鋼]]，它是沒有經過[[鍛造]]的，因此成品會比較均勻。以前大部份的爐都不能達到能熔掉鋼的溫度。現代的坩堝鋼工業最早是由[[本傑明·漢特斯曼]]於1740年代的發明所衍生的。一般會把[[滲碳鋼]]（以滲碳法製成的鋼）放在坩堝或熔爐裏面熔掉，然後鑄成鋼錠<ref name="britannicaironandsteel"/><ref>K. C. Barraclough, ''Steel before Bessemer: II Crucible Steel: the growth of technology'' (The Metals Society, London, 1984).</ref>。
 ==== 從生鐵開始的過程 ====
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 == 鋼鐵工業 ==
 [[File:Port talbot large.jpg|left|thumb|[[英國]]的一家煉鋼廠]]
-[[File:Steel production by country map.PNG|thumb|left|2007年各國鋼鐵產量]]
+[[File:Steel production by country map 2023.png|thumb|left|2023年各國鋼鐵產量]]
 {{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}}
 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|deadurl = yes|archiveurl = https://web.archive.org/web/20090618230340/http://bx.businessweek.com/steel-industry/|archivedate = 2009-06-18}}</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>"''[http://books.google.com/books?id=iOgfSDKecCcC&pg=PA4557&dq&hl=en#v=onepage&q=&f=false 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>"''[http://books.google.com/books?id=iOgfSDKecCcC&pg=PA4557&dq&hl=en#v=onepage&q=&f=false Congressional Record V. 148, Pt. 4, April 11, 2002 to April 24, 2002] {{Wayback|url=http://books.google.com/books?id=iOgfSDKecCcC&pg=PA4557&dq&hl=en#v=onepage&q=&f=false |date=20210416014803 }}''". United States Government Printing Office.</ref>。
-[[中國]]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。
+[[中國]]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|archive-date=2011-09-04|archive-url=https://web.archive.org/web/20110904221304/http://www.csmonitor.com/2007/0212/p07s02-wosc.html}}</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。
 [[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 |archiveurl=https://www.webcitation.org/5twr3Sstf?url=http://www.hellenicshippingnews.com/index.php?option=com_content |archivedate=2010-11-02 |deadurl=yes }}</ref>。
-[[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<ref>{{cite news| last = Uchitelle|first = Louis|title = Steel Industry, in Slump, Looks to Federal Stimulus|newspaper = The New York Times|date = 2009-01-01|url = http://www.nytimes.com/2009/01/02/business/02steel.html?_r=1&partner=permalink&exprod=permalink|accessdate = 2009-07-19}}</ref>。
+[[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<ref>{{cite news|last = Uchitelle|first = Louis|title = Steel Industry, in Slump, Looks to Federal Stimulus|newspaper = The New York Times|date = 2009-01-01|url = http://www.nytimes.com/2009/01/02/business/02steel.html?_r=1&partner=permalink&exprod=permalink|accessdate = 2009-07-19|archive-date = 2021-04-16|archive-url = https://web.archive.org/web/20210416030849/https://www.nytimes.com/2009/01/02/business/02steel.html?_r=1&partner=permalink&exprod=permalink}}</ref>。
 == 現代鋼材 ==
 [[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。]]
 {{See also|鋼鐵等級}}
-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/>。不鏽鋼及[[手術用不鏽鋼]]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|鐵素體]]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|archive-date=2020-09-21|archive-url=https://web.archive.org/web/20200921025905/http://resources.schoolscience.co.uk/Corus/16plus/steelch3pg1.html}}</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 |archive-date=2021-05-19 |archive-url=https://web.archive.org/web/20210519192059/https://www.steel.org/ }}</ref>。
 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 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20071222180444/http://aisc.org/MSCTemplate.cfm?Section=Steel_Interchange2&Template=%2FCustomSource%2FFaq%2FSteelInterchange.cfm&FaqID=2311 |archivedate=2007-12-22 |title=Steel Interchange |publisher=American Institute of Steel Construction Inc. (AISC) |accessdate=2007-02-28 |deadurl=yes }}</ref>。
-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鐵素體及馬氏體微結構，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>。[[變態誘發塑性鋼]]本身是沒有沃斯田鐵的低合金鋼，但用了特殊的合金和熱處理，因此其沃斯田鐵的量能夠在室溫中穩定下來。在這種鋼上施加應力，就能夠在沒有加熱的情況下，將沃斯田鐵[[相變]]成馬氏體<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 |deadurl=yes |archiveurl=https://web.archive.org/web/20071223184922/http://www.wkm.mw.tum.de/Forschung/projekte_html/transtrip.html |archivedate=2007-12-23 }} </ref>。[[馬氏體時效鋼]]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|deadurl = yes|archiveurl = https://web.archive.org/web/20090225211327/http://steel.keytometals.com/default.aspx?ID=CheckArticle&NM=103|archivedate = 2009-02-25}}</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 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080307200557/http://www.dimet.unige.it/resta/studenti/2002/27839/26/TWIP%2CTRIPandDualphase%2Bmirko.doc |archivedate=2008-03-07 |accessdate=2007-03-01 |deadurl=yes }}</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>。
+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|archive-url=https://web.archive.org/web/20110525170931/http://www.intota.com/experts.asp?strSearchType=all&strQuery=dual%2Dphase+steel|archive-date=2011-05-25|dead-url=yes}}</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。碳是奧氏體的穩定化學元素，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 |deadurl=yes |archiveurl=https://web.archive.org/web/20071223184922/http://www.wkm.mw.tum.de/Forschung/projekte_html/transtrip.html |archivedate=2007-12-23 }} </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|deadurl = yes|archiveurl = https://web.archive.org/web/20090225211327/http://steel.keytometals.com/default.aspx?ID=CheckArticle&NM=103|archivedate = 2009-02-25}}</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 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080307200557/http://www.dimet.unige.it/resta/studenti/2002/27839/26/TWIP%2CTRIPandDualphase%2Bmirko.doc |archivedate=2008-03-07 |accessdate=2007-03-01 |deadurl=yes }}</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.] {{Wayback|url=http://answers.com/topic/hadfield-manganese-steel |date=20110815095347 }} Answers.com. McGraw-Hill Dictionary of Scientific and Technical Terms, McGraw-Hill Companies, Inc., 2003. Retrieved on 2007-02-28.</ref>。
 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 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20070127135646/http://www.astm.org/BOOKSTORE/PUBS/DS67B_SampleChapter.pdf |archivedate=2007-01-27 |format=PDF |isbn=0-8031-3362-6 |deadurl=yes }}</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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 == 用途 ==
 [[File:Steel-wool.jpg|thumb|right|鋼棉]]
-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|archive-date=2021-02-17|archive-url=https://web.archive.org/web/20210217233722/http://www.ochshorndesign.com/cornell/writings/steel.html}}</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。
 === 歷史上 ===
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 === 低背景鋼 ===
-由於[[核武器測試]]的關係，所以在[[第二次世界大战|第二次世界大戰]]之後生產的鋼，會受到[[放射性同位素]]的[[放射性污染|污染]]。於是1945年之前生產的鋼，被稱為低背景鋼，用於對輻射敏感的特定用途，例如[[蓋革計數器]]及[[輻射屏蔽]]。
+由於[[核試]]的關係，所以在[[第二次世界大战|第二次世界大戰]]之後生產的鋼，會受到[[放射性同位素]]的[[放射性污染|污染]]。於是1945年之前生產的鋼，被稱為[[低背景鋼]]，这种钢材被用於對輻射敏感的特定用途，例如[[蓋革計數器]]及[[輻射屏蔽]]。
 {{clear}}
-==鋼鐵業==
-*2016年：[[英国]]，印度塔塔钢铁公司11日售出名下位于英格兰北部的部分钢厂。整桩交易仅象征性收取1英镑费用，显示塔塔钢铁抛售在英资产的急切心情，更折射出英国乃至全球钢铁业举步维艰的困境。<ref>[http://news.xinhuanet.com/world/2016-04/13/c_128887992.htm 英国钢厂1镑出售 折射出全球钢铁业举步维艰| 新华网 > 国际 > 正文 | 20160413 | 新华社]</ref>
 == 另見 ==
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 *[[铸铁]]
 *[[高碳钢]]
+*[[不鏽鋼]]
+*[[耐候鋼]]
 *[[高速鋼]]
 {{col-break}}
 *[[全球鋼鐵工業趨勢]]
-*[[民間傳說中的鐵]]
+*{{le|民間傳說中的鐵|Iron in folklore}}
+*{{le|製刀材料列表|List of blade materials}}
-*[[刀金屬]]
-*[[機製性]]
+*{{le|機製性|Machinability}}
-*[[球結]]
+*{{le|球結|Pelletizing}}
+{{col-break}}
 *[[軋壓]]
-{{col-break}}
-*[[軋床]]
 *[[鏽帶]]
 *[[第二次工業革命]]
 *[[電鋼]]
+*{{le|鋼磨砂|Steel abrasive}}
 {{col-break}}
-*[[鋼磨砂]]
 *[[煉鋼廠]]
 *[[日本刀#日本刀製法|玉鋼]]，用於日本武士刀
 *[[馬口鐵|馬口鐵皮]]
+*[[烏茲鋼]]
 {{col-end}}
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 *{{Cite book|last = Degarmo|first = E. Paul|last2 = Black|first2 = J T.|last3 = Kohser|first3 = Ronald A.|title = Materials and Processes in Manufacturing|publisher = Wiley|year = 2003|edition = 9th|isbn = 0-471-65653-4|ref = harv}}
 *Gernet, Jacques (1982). ''A History of Chinese Civilization''. Cambridge: Cambridge University Press.
-*{{Cite book|last = Smith|first = William F.|last2 = Hashemi|first2 = Javad|title = Foundations of Materials Science and Engineering|edition = 4th|year = 2006|publisher = McGraw-Hill|isbn = 0-07-295358-6|ref = harv}}
+*{{Cite book|last = Smith|first = William F.|last2 = Hashemi|first2 = Javad|title = Foundations of Materials Science and Engineering|url = https://archive.org/details/foundationsofmat0000smit_c0v4|edition = 4th|year = 2006|publisher = McGraw-Hill|isbn = 0-07-295358-6|ref = harv}}
 == 延伸閱讀 ==
-*Duncan Burn; ''[http://questia.com/PM.qst?a=o&d=3914930 The Economic History of Steelmaking, 1867–1939: A Study in Competition]''. Cambridge University Press, 1961.
+*Duncan Burn; ''[http://questia.com/PM.qst?a=o&d=3914930 The Economic History of Steelmaking, 1867–1939: A Study in Competition] {{Wayback|url=http://questia.com/PM.qst?a=o&d=3914930 |date=20120726170156 }}''. Cambridge University Press, 1961.
-*Harukiyu Hasegawa, ''[http://questia.com/PM.qst?a=o&d=108742046 The Steel Industry in Japan: A Comparison with Britain]''. 1996.
+*Harukiyu Hasegawa, ''[https://web.archive.org/web/20120418193928/http://www.questia.com/PM.qst?a=o&d=108742046 The Steel Industry in Japan: A Comparison with Britain]''. 1996.
-*J. C. Carr and W. Taplin, ''[http://questia.com/PM.qst?a=o&d=808791 History of the British Steel Industry]''. Harvard University Press, 1962.
+*J. C. Carr and W. Taplin, ''[http://questia.com/PM.qst?a=o&d=808791 History of the British Steel Industry] {{Wayback|url=http://questia.com/PM.qst?a=o&d=808791 |date=20120729081240 }}''. Harvard University Press, 1962.
-*H. Lee Scamehorn, ''[http://questia.com/PM.qst?a=o&d=94821694 Mill & Mine: The Cf&I in the Twentieth Century]''. University of Nebraska Press, 1992.
+*H. Lee Scamehorn, ''[http://questia.com/PM.qst?a=o&d=94821694 Mill & Mine: The Cf&I in the Twentieth Century] {{Wayback|url=http://questia.com/PM.qst?a=o&d=94821694 |date=20120726043744 }}''. University of Nebraska Press, 1992.
 *Needham, Joseph (1986). ''Science and Civilization in China'': Volume 4, Part 1 & Part 3. Taipei: Caves Books, Ltd.
-*Warren, Kenneth, ''[http://eh.net/bookreviews/library/0558 Big Steel: The First Century of the United States Steel Corporation, 1901–2001]''. University of Pittsburgh Press, 2001.
+*Warren, Kenneth, ''[http://eh.net/bookreviews/library/0558 Big Steel: The First Century of the United States Steel Corporation, 1901–2001] {{Wayback|url=http://eh.net/bookreviews/library/0558 |date=20100501214026 }}''. University of Pittsburgh Press, 2001.
 == 外部連結 ==
 {{commons|Steel}}
 {{Wiktionary|鋼}}
-*{{en}} [http://www.worldsteel.org/ 世界鋼鐵協會]
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-*{{en}} [http://steeluniversity.org/ steeluniversity.org：世界鋼鐵協會與利物浦大學合辦的線上鋼鐵教育資源]
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-*{{en}} [http://www.stahlseite.de/ 北美與歐洲鋼鐵生產法的全面圖輯]
+*{{en}} [https://web.archive.org/web/20150106211900/http://www.stahlseite.de/ 北美與歐洲鋼鐵生產法的全面圖輯]
-*{{en}} [http://www.zknives.com/knives/steels/steelchart.php 互動刀鋼成份表和比較表生成器]
+*{{en}} [http://www.zknives.com/knives/steels/steelchart.php 互動刀鋼成份表和比較表生成器] {{Wayback|url=http://www.zknives.com/knives/steels/steelchart.php |date=20210512120056 }}
-*{{en}} [http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2005/Fealloys.html 劍橋大學的鋼鐵大型資料庫]
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-*{{en}} [http://www.thefabricator.com/article/metalsmaterials/carbon-content-steel-classifications-and-alloy-steels 鋼分類表]
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规范控制数据库
各地	西班牙法国 BnF data 德国以色列美国日本捷克
学术	AAT
其他	NARA

钢、铁、以及其他铁合金
铁碳合金中的相与显微组织
铁碳合金中的相肥粒鐵（α-Fe）奥氏体（γ-Fe）高温铁素体（δ-Fe）雪明碳鐵（Fe₃C）石墨（C） β铁（β-Fe，实际上并非一种独立的物相）
铁碳合金中的显微组织平衡态组织波來鐵（88%肥粒鐵，12%雪明碳鐵）莱氏体（波來鐵及渗碳体的共晶混合物，含碳量4.3%）非平衡态组织马氏体贝氏体針狀肥粒鐵（acicular α-Fe）
钢（按成分分类）
碳鋼（含碳量≤2.11%）高碳鋼（含碳量0.6~2.11%）中碳钢（含碳量0.25~0.6%）低碳钢（含碳量≤0.25%）
合金鋼（含有碳以外的元素）高合金钢（合金元素含量>10%）中合金钢（合金元素含量5~10%）低合金钢（合金元素含量≤5%）
钢（按应用分类）
结构钢碳素结构钢低合金高强度（HSLA）钢（英语：High-strength low-alloy steel）贝氏体结构钢马氏体结构钢双相（DP）钢（英语：Dual-phase steel）
机械零件钢表面强化钢（渗碳钢、渗氮钢）调质钢易切削钢（英语：Free machining steel）彈簧鋼（英语：Spring steel）轴承钢
工模具钢碳素工具钢刃具钢（日语：刃物鋼）高速钢模具钢
特殊环境用钢不鏽鋼（含鉻量≥10.5%）（铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、双相不锈钢（由铁素体和奥氏体双相构成）（英语：Duplex stainless steel））耐候钢耐热钢（日语：耐熱鋼）耐磨钢（英语：Abrasion resistant steel）
其他含鐵材料
铸铁（含碳量>2.11%）白口铸铁灰口铸铁可锻铸铁球墨铸铁蠕墨铸铁特种铸铁（合金铸铁）
锻铁（熟铁、工业纯铁，含碳量≤0.04%）