性能測試鋼的性能測試通常從檢查硬度開始。這是通過在特定負(fù)載下將金剛石金字塔或硬鋼球壓入鋼中來測量的。上面提到的測量 DPH 的維氏金剛石金字塔硬度計使用一個壓頭，在金字塔的相對面之間夾角為 136°，通常負(fù)載為 10、30 或 50 千克力。壓痕的對角線是用光學(xué)方法測量的，硬度表示為以千克力為單位的載荷除以以平方毫米為單位的棱錐壓印面積。拉伸強度和屈服強度是通過在特殊液壓機中拉動標(biāo)準(zhǔn)化機加工樣品并記錄拉力增加伸長率直到樣品斷裂來確定的。此時的伸長率以及斷裂的外觀是鋼材延展性的良好指標(biāo)。測量伸長率為 0.20% 時的拉力并將其除以測試棒的橫截面是計算屈服強度的一種方法，它是冷成型性的一個很好的指標(biāo)。沖擊韌性是通過用測試擺錘擊打標(biāo)準(zhǔn)化、棱柱形、有缺口的樣品并記錄打破它所需的功來確定的。這是在不同的溫度下進(jìn)行的，因為脆性隨著溫度的下降而增加。 行業(yè)中還有許多其他測試用于檢查鋼材的機械性能，例如鋼軌的磨損測試、板材的可拉伸性測試和線材的彎曲測試。金相實驗室檢查拋光和蝕刻鋼樣品的微觀結(jié)構(gòu)，通常使用計算機化且非常強大（高達(dá) 80,000 倍放大率）的顯微鏡。實驗室還檢查物理數(shù)據(jù)，例如熱伸長率和電磁特性。化學(xué)成分通常由全自動光譜儀檢查。還有幾種無損檢測，例如超聲波檢測和磁通量檢測，用于檢查內(nèi)部和外部缺陷，如層壓或裂紋。
低合金鋼含有高達(dá) 8% 的合金元素；任何更高的濃度都被認(rèn)為構(gòu)成高合金鋼。除了碳之外，還有大約20種合金元素。它們是錳、硅、鋁、鎳、鉻、鈷、鉬、釩、鎢、鈦、鈮、鋯、氮、硫、銅、硼、鉛、碲和硒。通常同時添加其中的幾種以實現(xiàn)特定的性能。
高強度低合金鋼 高強度低合金 (HSLA) 鋼滿足了對高強度、良好的焊接性和更高的耐大氣腐蝕性能的需求。 這些牌號的碳含量較低（例如 0.05%），并含有少量的一種元素或多種元素的組合，例如鉻、鎳、鉬、釩、鈦和鈮。 HSLA 鋼用于石油或天然氣管道、船舶、海上結(jié)構(gòu)和儲罐。
易切削鋼 該組為具有良好的機械加工性而開發(fā)并制成螺栓、螺釘和螺母，含有高達(dá) 0.35% 的硫和 0.35% 的鉛；此外，有時還會添加少量碲或硒。這些元素形成許多夾雜物，這些夾雜物通常被避免，但在本應(yīng)用中是需要的，因為它們會破壞通常在加工成小切屑時形成的長而危險的金屬串。這可以保持刀具和工件清潔，延長刀具壽命，并允許以更高的速度進(jìn)行加工。
耐磨鋼 另一類是耐磨鋼，制成用于巖石加工機械、破碎機和電鏟的耐磨板。這些是奧氏體鋼，含有約 1.2% 的碳和 12% 的錳。后一個元素是強奧氏體；也就是說，它使鋼在室溫下保持奧氏體。錳鋼通常被稱為哈德菲爾德鋼，以其發(fā)明者羅伯特·哈德菲爾德的名字命名。 這些鋼的高加工硬化能力帶來了耐磨性；這反過來又是在表面撞擊（即變形）過程中產(chǎn)生的，當(dāng)時在其晶體的晶格中產(chǎn)生了大量擾動，有效地阻止了位錯的流動。換句話說，鋼承受的沖擊越大，它變得越堅固。通過冷成型顯著提高強度也可用于生產(chǎn)高強度冷拉線材，例如用于預(yù)應(yīng)力混凝土或汽車輪胎的線材。一種特殊情況，由 0.8% 碳鋼拉制而成的鋼琴線可以達(dá)到每平方毫米 275 千克力的抗拉強度。 軸承鋼 一個很好地證明了材料發(fā)展對工程可能性的巨大影響的重要群體是用于滾子軸承和球軸承的鋼。這些鋼通常含有 1% 的碳、1.2% 的鉻、0.25% 的鎳和 0.25% 的鉬，并且在熱處理后非常堅硬。然而，重要的是，它們非常干凈，通過對鋼水進(jìn)行真空處理，幾乎清除了所有夾雜物。夾雜物在軸承中非常有害，因為它們會產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致疲勞強度低。
這種良好的性能是不太常見的、自我修復(fù)的氧化鉻膜中獲得其不銹鋼特性，當(dāng)鉻的添加濃度超過 10.5% 時，就會形成這種氧化膜。存在三大類，奧氏體、鐵素體和馬氏體。 奧氏體不銹鋼具有佳的耐腐蝕性。它們的微觀結(jié)構(gòu)由非常干凈的 fcc 晶體組成，其中所有合金元素都保持在固溶體中。這些鋼含有 16% 到 26% 的鉻和高達(dá) 35% 的鎳，與錳一樣，它是一種強奧氏體化劑。 （確實，有時使用錳代替鎳。）奧氏體鋼不能通過熱處理硬化；它們也是非磁性的。
常見的類型是 18/8 或 304 等級，其中含有 18% 的鉻和 8% 的鎳。 鐵素體和馬氏體組都具有 bcc 微觀結(jié)構(gòu)。后者的碳含量更高（高達(dá) 1.2%）；它可以硬化并用于刀具和工具。鐵素體不銹鋼的碳含量高可達(dá) 0.12%。這兩種類型的主要合金添加量為 11.5% 至 29%，幾乎不含鎳。它們的耐腐蝕性適中，并且具有鐵磁性。 在高溫（例如 800° C (1,450° F)）下使用了一組特殊的不銹鋼。該組中使用固溶硬化來保持鋼在這種高溫下的強度。它們含有高達(dá) 25% 的鉻和 20% 的鎳，此外還含有少量的強碳化物形成劑，如鈮或鈦，以固定碳并避免晶界處鉻的消耗。
對于更苛刻的服務(wù)，如飛機噴氣發(fā)動機或燃?xì)廨啓C，使用高溫合金。它們的工作原理相同，但它們以鎳或鈷或兩者為基礎(chǔ)，并且完全不含鐵或僅含 30% 的鐵。它們的高使用溫度可以達(dá)到其熔點的 80%。 電工鋼 發(fā)電和傳輸電力所必需的一類重要鋼材是高硅電工鋼。用于交流電的電磁鐵總是通過層壓許多薄片制成，這些薄片是絕緣的，以大限度地減少渦流的流動，從而減少電流損失和熱量的產(chǎn)生。通過添加高達(dá) 4.5% 的硅，實現(xiàn)了進(jìn)一步的改進(jìn)，這賦予了高電阻。
對于電力變壓器，常使用晶粒取向片；它們含有大約 3.5% 的硅，并且經(jīng)過軋制和退火，使得單位立方體的邊緣平行于軋制方向。這將磁通密度提高了大約 30%。 工具鋼 工具鋼生產(chǎn)量小，含有昂貴的合金，通常只按公斤和各自的商品名出售。通常，它們非常堅硬、耐磨、堅韌、對局部過熱具有惰性，并且經(jīng)常根據(jù)特定的服務(wù)要求進(jìn)行設(shè)計。它們還必須在淬火和回火過程中尺寸穩(wěn)定。它們含有強碳化物形成劑，如不同組合的鎢、鉬、釩和鉻，通常還含有鈷或鎳，以提高高溫性能。 形狀和表面 原則上，鋼可制成扁平材或長材，兩者都具有熱軋、冷成型或涂層表面。
扁平產(chǎn)品 扁平材包括板材、熱軋帶鋼和薄板、冷軋帶鋼和薄板；都有各種各樣的表面條件。它們由板坯軋制而成，板坯被視為半成品，通常不出售。由連鑄機提供或由板坯軋機從鋼錠軋制而成，板坯厚度為 50 至 250 毫米，寬度為 0.6 至 2.6 米，長可達(dá) 12 米（即，2 至 10 英寸厚，24 至 104 英寸寬） ，長可達(dá) 40 英尺）。 板材由板坯或直接由鋼錠熱軋而成。大尺寸因可用的板坯尺寸或鑄錠重量以及安裝的軋機和輔助設(shè)備的尺寸而異。厚度可以低至 5 毫米，但通常更重（例如 25 毫米），高可達(dá) 200 毫米。板材的寬度通常在 1.5 到 3.5 米之間，但有些工廠可以將板材卷到 5.5 米寬。大的軋機可以生產(chǎn)的大板材長度為 35 米。板材通常根據(jù)客戶的規(guī)格小批量生產(chǎn)，具有不同的尺寸和公差，包括平面度、輪廓、直線度和其他特性。邊緣可以在軋制狀態(tài)下使用，也可以在剪切、機加工或氣割狀態(tài)下訂購。有時也用耐腐蝕板包覆板。
熱軋帶鋼通常以 10 至 35 噸的大卷直接從熱帶鋼軋機中運出。其厚度為 1.5 至 12 毫米，寬度為 0.7 至 2 米，具體取決于可用的軋機。通常，大型鋼卷被切成較窄的鋼卷或修邊，或者在鋼廠的精加工部分或服務(wù)中心將它們定長切成薄片。鋼卷和薄板在運輸時帶有熱軋表面或去除氧化皮并涂油。 由熱軋帶鋼生產(chǎn)的冷軋帶鋼厚度為 0.1 至 2 毫米，寬度可達(dá) 2 米，具體取決于車間的設(shè)施。鋼鐵廠以卷材或板材的形式供應(yīng)這種產(chǎn)品，后者在特殊的剪切線上切割。冷軋產(chǎn)品具有多種表面條件，通常具有特定的粗糙度、電解清潔、化學(xué)處理、涂油或涂有鋅、錫、鉻和鋁等金屬或有機物質(zhì)。它們通常按照嚴(yán)格的尺寸公差生產(chǎn)，以確保在自動化消費品行業(yè)的高要求操作中效率高運行。 長材 長材由大方坯或方坯制成，與板坯一樣，被視為半成品，由連鑄機鑄造或在初軋機中軋制。鋼坯橫截面為 50 至 125 平方毫米，大方坯為 125 至 400 平方毫米。在實踐中，它們并沒有通過這些維度進(jìn)行精確區(qū)分，并且這兩個術(shù)語的使用存在相當(dāng)大的重疊。 長材產(chǎn)品包括棒材、棒材和線材、結(jié)構(gòu)型材和鋼軌以及管材。棒材是具有方形、矩形、扁平、圓形、六邊形或八邊形橫截面的長產(chǎn)品。重要的棒材產(chǎn)品是圓棒，直徑可達(dá) 250 毫米。它們有時被冷拉或什至研磨成非常精確的尺寸，用于機器零件。一組特殊的圓形是鋼筋。
它們生產(chǎn)的直徑為 10 至 50 毫米，可為承受彎曲載荷的混凝土部分提供抗拉強度。它們的表面通常有熱軋突起，以改善與混凝土的結(jié)合。一些棒材廠還生產(chǎn)大法蘭長度為 75 毫米的小型槽鋼、角鋼、T 型、Z 型和柵欄柱型材，并將這些產(chǎn)品稱為商品棒材。 生產(chǎn)的熱軋盤條直徑在 5.5 到 12.5 毫米之間，并以重達(dá) 2 噸的盤卷運輸。這些桿的很大一部分被冷拉成線，然后通常用金屬涂層覆蓋以防止腐蝕。電線的用途廣泛，從帶束輪胎的簾線到懸索橋的電纜。 常見的結(jié)構(gòu)形狀有寬翼緣工字梁、標(biāo)準(zhǔn)工字梁、槽鋼、角鋼、三通、三通、工字樁和板樁。所有這些形狀都是標(biāo)準(zhǔn)化的，每家公司都有價格表，顯示生產(chǎn)的部分以及可以提供的質(zhì)量和長度。鐵路鋼軌始終按照國家標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)。例如，在美國，有每碼重 115、132 和 140 磅的鋼軌，長度為 39 或 78 英尺。還有大量的特殊軌道，例如用于起重機和重型轉(zhuǎn)運車或用于礦山和建筑。 管狀鋼大致分為焊接產(chǎn)品和無縫產(chǎn)品?？v向焊接管的直徑通?？蛇_(dá) 500 毫米，壁厚可達(dá) 10 毫米。由厚板制成的管子在 U 形和 O 形操作成型后也進(jìn)行縱向焊接；它們的直徑可達(dá) 0.8 至 2 米，壁厚可達(dá) 180 毫米。
螺旋焊管有時生產(chǎn)的直徑可達(dá) 1.5 米。無縫管經(jīng)受更苛刻的服務(wù)；它們的直徑通常在 120 到 400 毫米之間，壁厚可達(dá) 15 毫米，盡管特殊的軋機通?？梢詫⒅睆皆黾拥?650 毫米。較小直徑的管子，包括焊接管和無縫管，都可以通過減徑軋機或冷拔臺生產(chǎn)。管子的兩端經(jīng)常被加工成各種耦合系統(tǒng)，并涂有有機材料。 標(biāo)準(zhǔn) 大多數(shù)工業(yè)國家的通用標(biāo)準(zhǔn)體系中通常都包含鋼鐵產(chǎn)品的規(guī)范和測試程序。
希格瑪檢測（江蘇）有限公司于2020年12月創(chuàng)建，位于長江之濱的無錫江陰市臨港科創(chuàng)園，致力于金屬材料檢測服務(wù)和檢測技術(shù)的研發(fā)。
