认识钢铁家族：碳钢、合金钢、不锈钢、工具钢有何不同？

钢材的世界虽然庞大，但我们可以根据其化学成分和用途，将它们大致归为四个主要的家族：

一、碳钢 (Carbon Steel) – 家族里的“经济实用男”

碳钢是指含碳量在0.02%~2.11%之间的铁碳合金，除了碳和铁，其他元素含量很少。

• 特点：产量大、价格低、强度硬度适中、加工容易，是应用最广泛的钢材。
• 缺点：耐腐蚀性差（容易生锈），强度和硬度不如合金钢。
• 常见应用：建筑钢筋（如螺纹钢）、桥梁结构、普通螺栓螺母、汽车车身、普通管道等。我们常说的Q235钢就是最典型的碳钢。

二、合金钢 (Alloy Steel) – 家族里的“特种兵”

为了改善碳钢的性能，在冶炼时特意加入一种或多种合金元素（如铬Cr、镍Ni、钼Mo、锰Mn等），就得到了合金钢。

• 特点：通过添加不同的合金元素，可以获得高强度、高硬度、耐磨、耐高温、耐低温等特殊性能。
• 缺点：生产工艺更复杂，价格相对较高。
• 常见应用：汽车变速箱齿轮、高强度螺栓、轴承、压力容器、船舶制造等。常见的Q345（16Mn）低合金高强度钢就是其代表。

三、不锈钢 (Stainless Steel) – 家族里的“优雅贵族”

不锈钢的核心合金元素是铬（Cr），通常含量在10.5%以上。铬能在钢表面形成一层致密的氧化铬钝化膜，从而有效抵抗锈蚀。

• 特点：优异的耐腐蚀性和美观的表面，但强度和硬度通常低于工具钢和合金钢。
• 常见应用：厨房餐具、厨卫设备、医疗手术器械、建筑装饰（如不锈钢栏杆）、化工设备等。家喻户晓的304不锈钢就是其中的佼佼者。

四、工具钢 (Tool Steel) – 家族里的“硬汉”

工具钢是专门用于制造刀具、模具和量具的钢种，通常含有大量的碳以及钨、钼、钒等能形成坚硬碳化物的元素。

• 特点：极高的硬度、耐磨性和红硬性（在高温下保持硬度的能力）。它们是钢材中的“硬度担当”。
• 缺点：韧性相对较差，比较脆，价格昂贵。
• 常见应用：钻头、铣刀、车刀等切削工具；冲压模具、注塑模具；量具（如卡尺、块规）等。

总结对比表：