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「鋼鐵的知識」這一系列文章有系統地介 紹有關鋼鐵這一工業之母的沿革與製作，由中國鋼鐵股份有限公司的同仁們提供，黃清連先生主持。
1. 鋼鐵與現代文明生活
現代人的生活與鋼鐵之間有密不可分的關係；我們生活上 的舒適與方便，可說完全是鋼鐵的功勞。首先，讓我們看看，在日常生活起居中鋼鐵所佔的地位。如果你住的是現代化的房子，你會發現：廚房用的瓦斯爐、電烤 箱、抽風機、洗衣機、鍋子等都是用鋼鐵加工後的產品；而客廳中所用的冷氣、電風扇、電冰箱也無一不是鋼鐵產品，甚至於書桌、書架也可能是用鋼鐵做的。很可 能臥室用的也是鋼絲彈簧床。你的房子的構架主要是是鋼筋。就是你身上配帶的手錶、皮帶、原子筆、鋼筆也有絕大部份是鋼鐵。鋼鐵為你的家居生活提供了舒適與 方便。
當你一早走出家門，往工作地點運動時，不管你的交通工 具是腳踏車、摩托車或火車，都是鋼鐵製造的。可以說因為有了鋼鐵，你才能夠得到便捷的交通工具。（並不是說，沒有這些交通工具便無法到達辦公室，但那樣將 消耗你不少的體力與時間）。在路上，極目所見，電話亭內的公用電話，安全島的欄杆，路燈以及十字路口的紅綠燈，路旁的郵筒，沒有一樣不是鋼鐵製品。當你到 達辦公地點後，你發現，辦公室內的桌子，椅子及各種事務機器，如打字機、複印機等也有不少是鋼鐵造的。鋼鐵間接增加了辦公效率節省了用人費用。
有 一天，你因病不得不進入醫院治療時，你會發現，醫院 內的各種手術器具和檢驗儀器，病床等有絕大部份是鋼鐵產品，這樣看來，鋼鐵對你的身體保健方面，也提供了不少的貢獻。
至於自來水管、輸油 管、煤氣管，又有那一樣不是鋼鐵所 製？就是我們日常生活上的很多必需品，如衣服、傢俱等也是直接、間接由鋼鐵所製成的機器加工而來的。
由 上面的敘述，我們可以看出，人類的食、衣、住、行、 都與鋼鐵有不可分離的關係。可以說沒有鋼鐵，就沒有現代的舒適的生活，沒有快捷的交通工具。隨著經濟的繁榮，人類慾望的升高，刺激人類對鋼鐵的需要量也相 對的增加，並且增加的速度愈來愈快。1957年個人鋼鐵消耗量為：美國568公斤、西德393公斤、蘇聯243公斤、南美和中美42公斤、中國16公斤， 而印度只有9.2公斤。再看1970年世界主要國家的個人鋼鐵消耗量：日本680公斤、美國620公斤、西德683公斤、法國473公斤、意大利393公 斤、比利時盧森堡473公斤、荷蘭430公斤、英國460公斤、蘇聯430公斤。由上面的統計資料，我們可看出工業愈發達的國家，鋼鐵消耗量愈大，且逐年 增加。至此我們可以說一國之生活水準，可用其個人鋼鐵消耗量來衡量。目前世界平均個人鋼鐵消耗量為150公斤，我國臺灣地區的消耗量已超過150公斤。而 世界個人最高消耗量已超過1000公斤。
2. 鋼鐵為工業之母
一個國家要想 成為經濟高度發展的國家，必先具備一個堅 強而蓬勃的鋼鐵工業；因而自第一次世界大戰後，每個國家（尤其是工業落後國家），都在努力於建設自己的鋼鐵工業。在1920年至1929的十年間，世界鋼 鐵產量由七仟二百萬噸增加到一億兩仟零五十萬噸。1929年因遇到世界性經濟恐慌而降至五千萬噸。隨後又回升到（1938年）一億一千萬噸。二次世界大戰 後，因為各種技術之革新和工業之自動化，鋼鐵需要量猛增。於是鋼鐵年產量增至六億三干二百萬噸（1971）。據預計至西元2000年，世界鋼鐵年產量將達 十七億噸。
從1777年瓦特發明蒸氣機後，各種產業機械相繼出現。從此以後大部份費力的工作便逐漸交給機械去做。
十八 世紀歐洲產業革命後，各種產業機械相繼出現，人們 對鋼鐵的需要日甚一日。產業機械的出現，使得人們有更多的可供消耗的商品，隨著生活程度的提高，人們對物質享受的需要愈來愈迫切。於是費盡腦筋去設計新的 產品。
目前工業界所用的產業機械，絕大部份是用鋼鐵製造的， 即使有些產業機械的材料是其他金屬，但製造這些機械的工作母機，或工具都是鋼鐵製造的。若一國的鋼鐵工業不發達的話，那非但無法製造高級的精密機械，就是 較為簡單的車床和紡織機都無法製造。
鋼鐵因為強度大，且可利合金及熱處理以改變其機械及物 理性質，所以幾乎所有的工業都需要鋼鐵。鋼鐵工業的發達，可以帶動其他工業的進步。這樣看來鋼鐵可說是工業之母。
1. 鋼鐵的特性
鐵（Fe）這元素佔地殼元素總量的5.5％，世界上的 金屬總產量中鋼鐵佔99.5％。自然界中自然鐵極少，大部份和氧結合成鐵礦石。純鐵呈灰白色，強度不是很大，故用處不大。通常我們所說的鐵，或鋼，其實是 一種合金，這種合金主要成份為純鐵（Fe，含有錳，鉻，鎢等金屬元素及碳，矽，硫磷等非金屬元素。其中碳所扮演的角色最為重要，它決定鐵是否有展延性，是 不是很脆，容不容易熔化。
將鐵礦石加入高爐還原而得的“熔銑” （hotmetal，即熔融生鐵）含碳2到7.5％。將熔銑澆注到模中得一定的形狀，稱為鑄鐵（castiron）。銑鐵（或生鐵）無法鍛造、軋製或壓 製，換句話說，它不允許作任何形式的機械變形。銑鐵有白銑（whitepig iron）和灰銑（grey pig iron）的區別。白銑中的碳以碳化鐵（Fe3C）的形式存在，故新的斷口呈銀白色；且因碳化鐵硬而脆，所以白銑較硬且脆。至於灰 銑中的碳以石墨的形式出現，故斷口為灰色，且較白銑軟且勒。
磷與硫對鐵來說，是很令人討厭的元素，雖然磷可使鐵之 流動性變佳，但也使得鐵變脆（此因磷與鐵結合或硬脆的Fe3P）。至於硫呢？如果鐵中含硫過多，則有熱脆現象發生，即鐵在高溫加工 的操作下脆裂（這是因為硫與鐵結合成為硫化鐵，鐵與硫化鐵成為共晶，形成網狀，圍繞在鐵的晶體周圍，因為共晶體的熔點較鐵為低，所以在高溫加工的溫度下， 鐵與硫的共晶體熔融而鐵未熔；此時若加以外力，鐵即生裂痕）。
如果加入某些特定的合金元素——錳、鉻、鎳、鉬等等， 可以增加鋼鐵的延性、抗拉強度，硬度，改進其鑄造性質，增加其對腐蝕與熱的抵抗力。經過熱處理（即將鋼料加熱至某一預定高溫，再以各種速率使其冷卻），可 以改變鋼料的機械性質和物理性質。再者，鋼鐵容易施以機械加工而得到所需要的尺寸和形狀。鋼鐵因為具有這些特性，所以廣泛地用來製造各種機械，設備及建築 樓房。
一般將含碳量高於2％的銑鐵或鑄鐵稱為鐵，而將含量少於2％的稱為鋼。
2. 鋼鐵的種類與用途
鋼 鐵一般依照它的提煉方法可分為柏塞麥轉爐鋼 （Bessemer converter），鹼性轉爐鋼，平爐鋼，電爐鋼等。
依所含成份則可 分為碳鋼，低合金鋼，高合金鋼等。
依其產品形狀則分為形鋼（section），棒鋼（bar），鋼板（plat）。為了特殊目的，而加入 各種合金元素可得特殊合金鋼（special alloy steel）。下面對特殊合金鋼的性質和用途，作一概略的說明。
（1） 高溫鋼（high-temperature steel）用於製造鍋爐。在500℃到600℃的溫度下連續使用，仍能保持其機械特性。銅是高溫鋼的主要合金元素。
（2） 耐熱鋼 （heat-resistant steel）。在鋼中加入鉻、鎳和矽能使鋼耐1300℃之高溫。此種鋼通常用於製造工業用爐及電阻絲等。
（3） 不銹鋼（stainless steel），在鋼中加入少量銅可延緩鋼在空氣中的腐蝕率。若在鋼中加12％以上之鉻則可避免鋼之腐蝕。若再加入鎳則腐蝕性更好，且提高鋼之勒性。目前食 品工業及化學工業正廣泛地使用不銹鋼。廚房用具，餐具和外科用具也用不銹鋼製造。
（4）工具鋼（Tool steels）工具鋼的含碳量高於結構用鋼，通常用於製鋸條，鑽頭等。特殊鋼則加入鉻、鎢、鈷、鉬、釩等合金元素，並經適當的熱處理。
下 面將鋼鐵之種類及用途作一簡表，供讀者參考。
由上面的表可知，鋼鐵的種類非常多，而各種鋼鐵成品各 有其特殊的用途；因而鋼鐵工業是一項包羅廣泛的工業，要全面發展鋼鐵工業，實非一蹴可就的。
〔作者通訊處：中國鋼鐵股份有限公司〕
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