钢铁材料是钢和铸铁的统称。钢是以铁为主要元素，含碳量一般在2.11%以下，并含有其他元素的材料。铸铁是碳含量大于2.11%的铁碳合金。含碳量2.11%通常是钢和铸铁的分界线。根据化学成分，钢分为非合金钢、低合金钢和合金钢。一、碳钢的分类二、碳素结构钢牌号表示方法：由代表屈服点的字母Q、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号四部分顺序组成。质量等级有：A、B、C、D脱氧方法有：F（沸腾钢）、b（半镇静钢）、Z（镇静钢）、TZ（特殊镇静钢）。通常Z和TZ可省略。例如：Q235－AF1.普通碳素结构钢碳素结构钢牌号、性能特点及用途见下表2.优质碳素结构钢2.优质碳素结构钢2.优质碳素结构钢3、碳素工具钢二、碳钢的性能1.物理性能(2)熔点金属从固体状态向液体状态转变时的温度称为熔点。熔点一般用摄氏温度（℃）表示。各种金属都有其固定熔点。如铅的熔点为323℃，钢的熔点为１５３８℃。熔点对于冶炼、铸造、焊接和配制合金等都很重要。熔点低于１０００℃的金属称为低熔点金属，熔点在１０００～２０００℃的金属称为中熔点金属，熔点高于２０００℃的金属称为高熔点金属。(3)导热性金属材料传导热量的能力称为导热性。一般用热导率（导热系数）λ表示金属材料导热性能的优劣。热导率大的金属材料的导热性好。在一般情况下，金属材料的导热性比非金属材料好。金属的导热性以银为最好，铜、铝次之。导热性好的金属散热也好，可用来制造散热器零件，如冰箱、空调的散热片。(4)热膨胀性金属材料在受热时体积会增大，冷却时则收缩，这种现象称为热膨胀性。各种金属的热膨胀性能不同。在实际工作中有时必须考虑热膨胀的影响。例如，一些精密测量工具就要选用膨胀系数较小的金属材料来制造；铺设铁轨、架设桥梁、金属工件加工过程中测量尺寸等都要考虑到热膨胀的因素。(5)导电性金属材料传导电流的性能称为导电性。但各种金属材料的导电性各不相同，其中以银为最好，铜、铝次之，工业上用铜、铝做导电的材料。导电性差的高电阻金属材料，如铁铬合金、镍铬铝、康铜和锰铜等用于制造仪表零件或电热元件，如电炉丝。(6)磁性金属导磁的性能称为磁性。具有导磁能力的金属材料都能被磁铁吸引。铁、钴等为铁磁性材料，锰、铬、铜、锌为无磁性或顺磁性材料。但对某些金属来说，磁性也不是固定不变的，如铁在７６８℃以上就表现为没有磁性或顺磁性。铁磁性材料可用于制作变压器、电机的铁心和测量仪表零件等；无（顺）磁性材料可用做要求避免磁场干扰的零件。2.化学性能3.力学性能拉伸曲线：拉伸力（F）和伸长量（l-lo）的关系曲线。材料受外力作用后，导致材料内部之间产生的相互作用力称为内力，其大小和外力相等、方向相反。单位面积上的内力称为应力，用符号σ表示。1）弹性极限试样产生完全弹性变形时所能承受的最大应力。2）屈服点定义：是指试样在试验过程中力不增加还能继续伸长时的应力。3）抗拉强度定义：是指试样拉断前所能承受的最大拉应力。2、塑性指断裂前材料发生不可逆永久变形的能力。塑性判据是断后伸长率和断面收缩率。1）断后伸长率断后伸长率是指试样拉断后的伸长与原始标距的百分比。2、塑性指断裂前材料发生不可逆永久变形的能力。塑性判据是断后伸长率和断面收缩率。2）断后收缩率断后收缩率是指试样拉断后，缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。3、硬度1）布氏硬度1）布氏硬度2）洛氏硬度2）洛氏硬度2）洛氏硬度3）维氏硬度3）维氏硬度特别说明：各种硬度试验法测得的硬度值不能进行直接比较，必须通过硬度换算表换算成一种硬度值后，方能比较硬度高低。4.韧性与疲劳强度5.疲劳强度循环应力：应力的大小和方向随时间作周期性的变化。零件在循环应力作用下，常在远小于该材料的σb，甚至小于σS强度的情况下发生断裂的现象称为金属的疲劳，金属疲劳的判据是疲劳强度。试验证明，当σ低于某一数值时，材料可经过无数次循环应力作用而不断裂，这一应力称为疲劳强度。在工程上，疲劳强度是指在一定的循环次数下不发生断裂的最大应力。一般规定，钢铁材料的应力循环次数取108，有色金属取107。