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碳钢中各个元素的作用讲课稿

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第3章-碳钢.教学文案

第3章-碳钢.教学文案

二、镇静钢的宏观组织 1. 物理的不均匀性 包括缩孔、疏松、气泡、裂纹 2. 初生晶粒的不均匀性(结晶不均匀性) 包括三个结晶带：细小等轴晶、柱状晶、粗
大等轴晶 3. 化学不均匀性 包括枝晶偏析、区域偏析、带状偏析
三、沸腾钢的宏观组织 特点：有规律的分布着气泡
第二节 碳和杂质元素对碳钢显微组织和 性能的影响
一、碳对缓冷钢显微组织和性能的影响 1. 对显微组织的影响 2. 对性能的影响
二、常存元素和其他元素对碳钢显微组织的 影响
1. Mn 2. Si 3. S 4. P 5. O 6. N 7. H 8. Al 9. 其他元素Cu、Ni、Cr等
第三节 钢中的非金属夹杂物
一、非金属夹杂物的来源和种类 1.根据来源：外来夹杂物和内生夹杂物 2.按化学成分分类
1) 第一类夹杂物：简单氧化物，FeO、Cr2O3 2) 第二类夹杂物：复杂氧化物，尖晶石类、钙
的铝酸盐等 3) 第三类夹杂物：硅酸盐和硅酸盐玻璃 4) 第四类夹杂物：硫化物 5) 第五类夹杂物：氮化物
二、非金属夹杂物的脆性 根据形变程度分为： 第一类：脆性夹杂物 第二类：范性夹杂物 第三类：球状不变形夹杂物 第四类：半范性供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢
第六节 碳钢的分类和用途
一、分类 ▪ 冶炼方法 ▪ 化学成分 ▪ 用途 ▪ 质量
二、普通质量钢按供应条件分为 1. 甲类钢：按力学性能供应，不考虑化学成
分，A0、A1、A2……A7 2. 乙类钢：只保证化学成分，不保证力学性
能，B0、B1、B2……B7 3. 特类钢：既保证化学成分，又保证力学性
第3章-碳钢.
一、三种不同形式的钢锭 1. 沸腾钢：只用一定量的弱脱氧剂锰铁对
钢液脱氧，钢液的含氧量较高。 组织特点：外层比较纯净；内部有大量 气泡，但很少有缩孔；偏析较严重。 只限于生产普通低合金钢。

C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo元素在钢中的作用和热处理时的影响

C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo元素在钢中的作用和热处理时的影响

1、铬(Cr)铬能增加钢的淬透性并有二次硬化作用。

可提高高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆；含量超过12%时。

使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀的作用。

还增加钢的热强性，铬为不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。

铬能提高碳素钢轧制状态的强度和硬度。

降低伸长率和断面收缩率。

当铬含量超过15%时，强度和硬度将下降，伸长率和断面收缩率则相应地有所提高。

含铬钢的零件经研磨容易获得较高的表面加工质量。

铬在调质结构钢中的主要作用是提高淬透性。

使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能，在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物，从而提高材料表面的耐磨性。

含铬的弹簧钢在热处理时不易脱碳。

铬能提高工具钢的耐磨性、硬度和红硬性。

有良好的回火稳定性。

在电热合金中，铬能提高合金的抗氧化性、电阻和强度。

(1) 对钢的显做组织及热处理的作用A、铬与铁形成连续固溶体，缩小奥氏体相区城。

铬与碳形成多种碳化物，与碳的亲和力大于铁和锰而低于钨、钼等．铬与铁可形成金属间化合物σ相(FeCr)B、铬使珠光体中碳的浓度及奥氏体中碳的极限溶解度减少C、减缓奥氏体的分解速度，显著提高钢的淬透性．但亦增加钢的回火脆性倾向(2)对钢的力学性能的作用A、提高钢的强度和硬度．时加入其他合金元素时，效果较显著B、显著提高钢的脆性转变温度C、在含铬量高的Fe-Cr合金中，若有σ相析出，冲击韧性急剧下降(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用A、提高钢的耐磨性，经研磨，易获得较高的表面光洁度B、降低钢的电导率，降低电阻温度系数C、提高钢的矫顽力和剩余磁感．广泛用于制造永磁钢D、铬促使钢的表面形成钝化膜，当有一定含量的铭时，显著提高钢的耐腐蚀性能（特别是硝酸）。

若有铬的碳化物析出时，使钢的耐腐蚀性能下降E、提高钢的抗氧化性能F、铬钢中易形成树枝状偏析，降低钢的塑性G、由于铬使钢的热导率下降，热加工时要缓慢升温，锻、轧后要缓冷(4)在钢中的应用A、合金结构钢中主要利用铬提高淬透性，并可在渗碳表面形成含铬碳化物以提高耐磨性B、弹簧钢中利用铬和共他合金元素一起提供的综合性能C、轴承钢中主要利用铬的特殊碳化物对耐磨性的贡献及研磨后表面光沽度高的优点D、工具钢和高速钢中主要利用铬提高耐磨性的作用，并具有一定的回火稳定性和韧性E、不锈钢、耐热钢中铬常与锰、氮、镍等联合便用，当需形成奥氏体钢时，稳定铁素体的铬与稳定奥氏体的锰、镍之间须有一定比例，如Cr18Ni9等F、我国铬资源较少．应尽量节省铬的使用2、钼(Mo)钼在钢中能提高淬透性和热强性。

钢中各元素在钢中的作用2018.1.17

钢中各元素在钢中的作用2018.1.17

钢中各元素在钢中的作用李祥才1、碳碳是对钢的强度贡献最大的元素。

碳溶解在钢中形成间隙固溶体，起固溶强化的作用，另外它与强碳化物形成元素如V、Nb、Ti形成碳化物析出时，起到沉淀强化作用。

碳对钢的强度、硬度、塑性、韧性、脱碳倾向和显微组织都有很大影响，其影响往往超过其他合金元素，并且淬火加热时溶入奥氏体的碳能够提高钢的淬透性，但是碳含量增加时会使钢的塑性、韧性明显变差，增加钢的脱碳倾向，其影响往往超过其他合金元素，因此钢中的碳含量不宜太多。

2、硅硅具有明显的固溶强化作用，它不形成碳化物，基本上以固溶状态存在于钢中，在常用合金元素中，硅的固溶强化作用最强。

硅能改变回火时析出碳化物的数量、尺寸和形态，提高钢的回火稳定性及间接的促进沉淀强化的作用。

并且硅还能显著提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比，故广泛用于作弹簧钢。

但硅含量较高时会明显增加钢的脱碳倾向。

3、锰锰是提高淬透性最有效的合金元素，它溶入铁素体中有固溶强化作用，同时能够改善钢的热处理性能，细化珠光体晶粒，提高钢的强度和硬度。

对弹簧钢而言，锰含量只有大于0.5％时，才有可能使淬火时弹簧钢心部完全转变为马氏体，但当锰含量超过1.5％时，韧性会明显下降，因此Mn在钢中含量不宜太高。

4、铬铬是强碳化物形成元素，Cr作为合金元素加入，可降低钢中碳的活度，改善钢的抗氧化作用，增加钢的抗腐蚀能力，提高钢的强度，显著提高钢的淬透性。

Cr与C有较强的亲和力，含Cr１％左右时，钢中渗碳体以（Fe，Cr）3为主。

Cr元素最突出的优点是能够提高钢中碳扩散的激活能，减少钢的脱碳倾向和晶粒粗化倾向。

锰、铬两种元素的主要作用是提高钢的淬透性，特别是两者共用时淬透性效果更好，典型的钢种如弹簧钢SUP9和SUP9A，Mn、Cr共用，可显著提高该类钢的淬透性。

5、钼钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时可保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力，发生变形，称蠕变)。

碳钢成分主要化学元素

碳钢成分主要化学元素

碳钢是一种非常重要的工程材料，其成分主要是铁（Fe）和碳（C）。

此外，碳钢中还含有少量的其他化学元素，如锰（Mn）、硅（Si）、硫（S）和磷（P）等。

这些元素对碳钢的性能和用途有着重要的影响。

首先，铁是碳钢中最主要的成分之一。

在碳钢中，铁是一种二元合金，含有两种不同的晶体结构：α-Fe和γ-Fe。

碳可以与铁形成固溶体或化合物，如Fe3C（即Fe碳合金，也称为渗碳体）。

这些合金相可以改变铁的物理和机械性能。

碳是碳钢中的另一个重要元素。

它与铁形成碳化铁，如Fe3C，这有助于改变材料的性能。

例如，含碳量增加可以提高钢的强度、硬度、耐磨性和耐疲劳性等机械性能。

然而，过量的碳会导致钢的脆性增加，加工性能和可焊性下降。

因此，控制碳含量是生产高质量碳钢的关键。

除了铁和碳，碳钢中还含有少量的其他化学元素，如锰、硅、硫和磷。

锰和硅可以提高钢的强度和硬度，但也会降低钢的塑性和可焊性。

硫和磷会使钢的脆性增加，特别是在低温下，也会降低钢的强度和使用寿命。

这些其他元素的含量对碳钢的性能也有重要影响。

例如，适量的锰可以提高钢的淬透性，使钢在高温下能快速冷却，从而获得更高的硬度和强度。

适量的硅可以提高钢的强度和耐腐蚀性。

然而，过量的硫和磷会导致钢中出现裂纹和气孔，降低其使用性能和使用寿命。

综上所述，碳钢的主要成分是铁（Fe）和碳（C），它们形成各种合金相来改变碳钢的性能。

此外，碳钢中还含有少量的其他化学元素，如锰（Mn）、硅（Si）、硫（S）和磷（P），它们对碳钢的性能也有重要影响。

通过对这些元素的控制，可以生产出具有不同性能的碳钢产品，广泛应用于各种工程和机械领域。

碳钢中各个元素的作用

碳钢中各个元素的作用

碳素钢中各个元素的作用二次硬化作用。

可提高高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆；含量超过12%时。

使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀的作用。

还增加钢的热强性，铬为不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。

铬能提高碳素钢轧制状态的强度和硬度。

降低伸长率和断面收缩率。

当铬含量超过15%时，强度和硬度将下降，伸长率和断面收缩率则相应地有所提高。

含铬钢的零件经研磨容易获得较高的表面加工质量。

铬在调质结构钢中的主要作用是提高淬透性。

使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能，在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物，从而提高材料表面的耐磨性。

含铬的弹簧钢在热处理时不易脱碳。

铬能提高工具钢的耐磨性、硬度和红硬性。

有良好的回火稳定性。

在电热合金中，铬能提高合金的抗氧化性、电阻和强度。

(1) 对钢的显做组织及热处理的作用A、铬与铁形成连续固溶体，缩小奥氏体相区城。

铬与碳形成多种碳化物，与碳的亲和力大于铁和锰而低于钨、钼等．铬与铁可形成金属间化合物σ相(FeCr)B、铬使珠光体中碳的浓度及奥氏体中碳的极限溶解度减少C、减缓奥氏体的分解速度，显著提高钢的淬透性．但亦增加钢的回火脆性倾向(2)对钢的力学性能的作用A、提高钢的强度和硬度．时加入其他合金元素时，效果较显著B、显著提高钢的脆性转变温度C、在含铬量高的Fe-Cr合金中，若有σ相析出，冲击韧性急剧下降(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用A、提高钢的耐磨性，经研磨，易获得较高的表面光洁度B、降低钢的电导率，降低电阻温度系数C、提高钢的矫顽力和剩余磁感．广泛用于制造永磁钢D、铬促使钢的表面形成钝化膜，当有一定含量的铭时，显著提高钢的耐腐蚀性能（特别是硝酸）。

若有铬的碳化物析出时，使钢的耐腐蚀性能下降E、提高钢的抗氧化性能F、铬钢中易形成树枝状偏析，降低钢的塑性G、由于铬使钢的热导率下降，热加工时要缓慢升温，锻、轧后要缓冷(4)在钢中的应用A、合金结构钢中主要利用铬提高淬透性，并可在渗碳表面形成含铬碳化物以提高耐磨性B、弹簧钢中利用铬和共他合金元素一起提供的综合性能C、轴承钢中主要利用铬的特殊碳化物对耐磨性的贡献及研磨后表面光沽度高的优点D、工具钢和高速钢中主要利用铬提高耐磨性的作用，并具有一定的回火稳定性和韧性E、不锈钢、耐热钢中铬常与锰、氮、镍等联合便用，当需形成奥氏体钢时，稳定铁素体的铬与稳定奥氏体的锰、镍之间须有一定比例，如Cr18Ni9等F、我国铬资源较少．应尽量节省铬的使用2、钼(Mo)钼在钢中能提高淬透性和热强性。

碳钢的基础知识大全

碳钢的基础知识大全

碳钢的基础知识大全碳钢：把含碳量小于2.11%而不含有特意加入合金元素的钢称为碳素钢，简称碳钢。

常存元素对钢性能的影响碳钢中除铁和碳两个主要元素外，炼钢原料总是存在一定的杂质，而且在冶炼过程还会带入一些杂质，如Si、Mn、P、S、非金属夹杂物及氧、氮、氢等气体。

它们对钢的性能和质量有一定的影响。

（1）锰（Mn）。

锰主要来自炼钢脱氧剂。

脱氧后残留在钢中的锰可溶于铁素体和渗碳体中，使钢的强度和硬度提高。

此外，锰还与硫形成MnS，从而减轻硫对钢的有害作用。

所以锰是钢中的有益元素，其含量一般为0.25%～0.80%。

（2）硅（Si）。

硅是炼钢后期，以硅铁脱氧剂进行脱氧反应后残留在钢中的元素。

硅能溶于铁素体，对钢有一定的强化作用，所以硅是钢中的有益元素。

但由于含量少，故其强化作用不大，一般应控制在0.17%～0.37%之内。

（3）硫（S）。

硫是由生铁及燃料带入钢中的有害元素。

它在钢中与铁生成化合物FeS，FeS与铁形成共晶体（Fe+FeS），熔点低（985℃）。

当钢材加热到1000～1200℃进行轧制或锻造时，沿晶界分布的共晶体已经熔化，各晶粒间连接被破坏，导致钢材开裂，这种现象称为热脆性。

因此，硫是钢中的有害元素，其含量不得超过0.05%。

（4）磷（P）。

磷是由生铁带入钢中的有害元素。

磷部分溶解在铁素体中形成固溶体，部分在结晶时形成脆性很大的化合物Fe3P，使钢在低温下（一般为100℃以下）的塑性和韧性急剧下降，这种现象称为冷脆性。

钢中含磷量达到0.10%时，冷脆性就很严重了。

因此，磷是钢中的有害元素，一般钢中含磷量限制在0.04%以下。

（5）非金属夹杂物。

钢中的非金属夹杂物有氧化物、硫化物和硅酸盐等。

这些夹杂物是炼钢反应产生而未能完全排除，或是从炉渣、炉体、铸锭设备等耐火材料中带入的。

非金属夹杂物降低钢的强度、塑性，因而夹杂物越少，钢的质量越好。

碳钢的分类（1）按冶炼方法及设备分：a.平炉钢 b.转炉钢 c.电炉钢（2）按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分a.沸腾钢：在冶炼末期和浇注前用锰铁和少量铝作脱氧剂进行轻微脱氧，使大量的氧留在钢液中；在浇入锭模后，钢中的氧与碳反应，产生大量CO气泡而引起钢液表面剧烈沸腾，故称为沸腾钢。

常见元素在钢中的作用

常见元素在钢中的作用

钢铁中所含元素在钢铁应用的作用2008-11-12 15:201、磷（P）：使钢产生冷脆和降低钢的冲击韧性；但可改善钢的切削性能。

2、硅（Si）：能增加钢的强度、弹性、耐热、耐酸性及电阻系数等。

冶炼中的脱氧剂能增加钢的过热和脱碳敏感性。

3、锰（Mm）：能提高钢的强度和硬度及耐磨性。

冶炼时的脱氧剂和脱硫剂。

4、铬（Cr）：能增加钢的机械性能和耐磨性，可增大钢的淬火度和淬火后的变形能力。

同时又可增加钢的硬度、弹性、抗磁力和抗强力，增加钢的耐蚀性和耐热性等。

5、镍（Ni）：可以提高钢的强度、韧性、耐热性、防腐性、抗酸性、导磁性等。

增加钢的淬透性及硬度。

6、钒（V）：可赋于钢的一些特殊机械性能：如提高抗张强度和屈服点，明显提高钢的高温强度。

7、钛（Ti）：可防止和减少钢中气泡的产生，提高钢的硬度、细化晶粒、降低钢的时效敏感性、冷脆性和腐蚀性。

8、铜（Cu）：一般如P、S一样是残留有害元素。

Cu的存在会降低钢的机械性能，破坏钢的焊接性能，会使钢在锻轧等加工时产生热脆性。

钢中加入一定量的Cu，可提高钢的退火硬度，降低成本。

若含Cu 0.15～0.25%时，可使钢的耐大气腐蚀的性能。

9、铝（Al）：（1）低碳结构钢中 0.5～1%的Al有助于增加钢的硬度和强度；（2）铬钼钢和铬钢中含Al可增加其耐磨性；（3）高碳工具钢中Al的存在可使产生淬火脆性。

10、钨（W）：可提高钢的蠕变强度，又是钢中碳化物的强促进剂，每1%的W可提高钢的抗张强度和屈服点4＆#215;9.8N/cm²,并使其具有回火稳定性和高温强度。

11、钼（Mo）：可增加钢的强度又不致降低钢的可塑性和韧性，同时又能使钢在高温下具有足够的强度，能改善钢的冷脆性和耐磨性等。

12、钴（Co）：可以提高和改善钢的高温性能，增加其红硬性，提高钢的抗氧化性和耐蚀性能等。

13、铌（Nb）：可使钢的晶粒细化，降低钢的过热敏感性及回火脆性；改善钢的焊接性能，提高耐热钢的强度和抗蚀性等。

第三节 碳钢

第三节 碳钢

（2）碳素工具钢：主要用于制造各种刀具、量具、模具。这类钢含碳量 较高，一般属于高碳钢。 （二）碳钢的编号用途 钢的品种很多，为了在生产、加工处理和使用过程中不致造成混乱，必 须对各种钢进行命名和编号。 1.普通碳素结构钢 普通碳素结构钢简称为“普碳钢”。按国家标准， 它分为下列三类： 甲类钢：这类钢按保证机械性能供应。其钢号以“甲”或“A”表示字加 上阿拉伯序数表示。共有1~7级，即甲1、甲2、······甲7（或写成A1、 A2、······A7）。数字愈大的甲类钢，其屈服强度（δs）和抗拉强度（δb）愈 大，但延伸率（δ5或δ10）却愈小。 甲类钢的使用范围：A1、A2、A3钢塑性较高，有一定强度，通常轧制成 薄板、钢筋焊接钢管等用于桥梁、建筑等钢结构，也用于制造普通的铆钉、 螺钉、螺母、地脚螺丝、轴套、链片、销轴等。A4、A5钢强度较高用于制 造轧制成钢结构用的各种型条钢和钢板，以及农业机械用型钢和异型钢。 A6、A7钢的强度更高，可用于制造工具、轧辊和农业机械零件，如割草机 和扒麻机的轴等。 由于甲类钢只保证机械性能而不保证化学成分，因而热处理有困难。一 般情况下，这类钢都不经热处理而在供应状态下直接使用。
3.碳素工具钢 这类钢的编号原则是在“碳”或“T”字的后面附以数字 来表示，数字表示钢中的平均含碳量，以0.10%为单位。例如钢号T8、T12 分別表示平均含碳量为0.80%和1.20%的碳素工具钢。若为高级优质碳素工 具钢，则在钢号末端再附以“高”或“A”字，如T12A等。 碳素工具钢用于制造各种量具、刃具、模具等。
提高，而塑性、韧性降低。有一部分硅则存在于硅酸盐夹杂中。当硅含量不 多，在碳钢中仅作为少量杂质存在时，它对钢的性能影响并不显著。 （三）硫的影响 硫在钢中是有害杂质。硫不溶于铁，而以FeS形式存在。 FeS会与Fe 形成共晶，并分布于奥氏体晶界上。当钢材在1000~1200°C压力加工时， 由于FeS- Fe共晶（熔点只有989°C）已经熔化，并使晶粒脱开，钢材将变 得极脆，这种脆性现象称为“热脆”。为了避免热脆，钢中含硫量必须严格 控制，普通钢含硫量应≤0.055%，优质钢含硫量应≤0.040%，高级优质钢含 硫量应≤0.030%。 在钢中增加含锰量，可消除硫的有害作用。Mn能与S形成熔点为 1620°C的MnS，而且MnS在高温时具有塑性，因此可避免热脆现象。 （四）磷的影响 磷也是一种有害杂质。磷在钢中全部溶于铁素体中，虽可使铁素体的强 度、硬度有所提高，但却使室温下钢的塑性、韧性急剧降低，并使脆性转化 温度有所升高，使钢变脆，这种现象称为“冷脆”。磷的存在还使钢的焊接 性能变坏，因此钢中含磷量要严格控制，普通钢含磷量应≤0.045%，优质钢 含磷量应≤0.040%，高乙类钢：这类钢按保证化学成分供应。其钢号以“乙”或“B”字加 上阿拉伯序数表示。亦分为1~7级，即乙1、乙2、······乙7（或写成B1、 B2、·····B7）。数字愈大的乙类钢，其含碳量愈高。 乙类钢的用途与相同序号的甲类钢相同。乙类钢的化学成分是已知的可 以通过适当的热处理提高其性能。 特类钢是根据用户提出要求供应的，它既保证化学成分，又保证机械性 能。但实际上很少用到这类钢。因为要热处理或性能要求较高时，一般就选 用优质碳素钢，这就限制了普碳钢的应用。 关于普碳钢的编号应该指出：如果平炉冶炼出来的，就按上述的表示方 法；但如果是转炉钢，则必须冠以冶炼方法的符号：碱性转炉钢标“J”，氧 气转炉钢标“Y”。具体例子如： “A3”表示甲类平炉3号钢。 “B12”表示乙类碱性转炉2号钢。 “CY3”表示特类氧气转炉3号钢。 2.优质碳素结构钢 优质碳素钢与普通碳素钢不同。必须同时保证钢的化学成 分和机械性能。这类钢所含S、P量较少（≤0.040%），纯洁度、均匀性及 表面质量都比较好。因此优质碳素结构钢的塑性和韧性都比较好。

碳钢的基础知识大全

碳钢的基础知识大全

碳钢的基础知识大全碳钢：把含碳量小于2.11%而不含有特意加入合金元素的钢称为碳素钢，简称碳钢。

常存元素对钢性能的影响碳钢中除铁和碳两个主要元素外，炼钢原料总是存在一定的杂质，而且在冶炼过程还会带入一些杂质，如Si、Mn、P、S、非金属夹杂物及氧、氮、氢等气体。

它们对钢的性能和质量有一定的影响。

（1）锰（Mn）。

锰主要来自炼钢脱氧剂。

脱氧后残留在钢中的锰可溶于铁素体和渗碳体中，使钢的强度和硬度提高。

此外，锰还与硫形成MnS，从而减轻硫对钢的有害作用。

所以锰是钢中的有益元素，其含量一般为0.25%～0.80%。

（2）硅（Si）。

硅是炼钢后期，以硅铁脱氧剂进行脱氧反应后残留在钢中的元素。

硅能溶于铁素体，对钢有一定的强化作用，所以硅是钢中的有益元素。

但由于含量少，故其强化作用不大，一般应控制在0.17%～0.37%之内。

（3）硫（S）。

硫是由生铁及燃料带入钢中的有害元素。

它在钢中与铁生成化合物FeS，FeS与铁形成共晶体（Fe+FeS），熔点低（985℃）。

当钢材加热到1000～1200℃进行轧制或锻造时，沿晶界分布的共晶体已经熔化，各晶粒间连接被破坏，导致钢材开裂，这种现象称为热脆性。

因此，硫是钢中的有害元素，其含量不得超过0.05%。

（4）磷（P）。

磷是由生铁带入钢中的有害元素。

磷部分溶解在铁素体中形成固溶体，部分在结晶时形成脆性很大的化合物Fe3P，使钢在低温下（一般为100℃以下）的塑性和韧性急剧下降，这种现象称为冷脆性。

钢中含磷量达到0.10%时，冷脆性就很严重了。

因此，磷是钢中的有害元素，一般钢中含磷量限制在0.04%以下。

（5）非金属夹杂物。

钢中的非金属夹杂物有氧化物、硫化物和硅酸盐等。

这些夹杂物是炼钢反应产生而未能完全排除，或是从炉渣、炉体、铸锭设备等耐火材料中带入的。

非金属夹杂物降低钢的强度、塑性，因而夹杂物越少，钢的质量越好。

碳钢的分类（1）按冶炼方法及设备分：a.平炉钢 b.转炉钢 c.电炉钢（2）按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分a.沸腾钢：在冶炼末期和浇注前用锰铁和少量铝作脱氧剂进行轻微脱氧，使大量的氧留在钢液中；在浇入锭模后，钢中的氧与碳反应，产生大量CO气泡而引起钢液表面剧烈沸腾，故称为沸腾钢。

碳钢中各个元素的作用

碳钢中各个元素的作用

碳钢中各个元素的作用碳钢是一种由碳和铁组成的合金，它是最常用的金属材料之一、碳钢中含有不同量的其他元素，这些元素在碳钢的性能和性质中发挥着重要的作用。

下面介绍一些常见的元素及其作用：1. 碳(Carbon):碳是碳钢的主要合金元素，其含量决定了钢的硬度和强度。

高碳钢含碳量较高，具有较高的硬度和强度，适用于制造刀具和弹簧等要求强度和硬度的产品。

低碳钢则含碳量较低，相对柔软，适用于焊接和冷成型等加工工艺。

2. 铁(Iron):铁是碳钢的主要元素，它对钢的机械性能和热处理性能具有决定性的影响。

铁的纯度和微观组织对钢的强度、硬度和韧性产生重要影响。

3. 锰(Manganese):锰对碳钢的强化和硬化起着重要的作用。

它能够形成硬质的间质化合物，提高钢的强度和硬度，同时还能提高钢的韧性，改善冷作硬化性能。

锰还能够有效地抑制钢的碳化倾向，并提高钢的热处理性能。

4. 硅(Silicon):硅可以提高钢的强度、硬度和韧性，同时还可以降低钢的冷脆倾向。

硅还能改善钢的热刚性和耐热性，提高钢的耐蚀性。

合适的硅含量能够有效降低碳钢的氧化速度，提高材料的高温稳定性。

5. 磷(Phosphorus):磷对碳钢的机械性能具有不同的影响。

适量的磷可以提高钢的硬度和强度，但过量的磷会降低钢的可塑性和韧性，增加钢的脆性。

6. 硫(Sulfur):硫的含量对碳钢的机械性能也有一定的影响。

适量的硫可以提高钢的切削性和加工性能，但过量的硫会降低钢的韧性和塑性，使其更容易产生热裂纹。

7. 铬(Chromium):铬是一种重要的合金元素，可以有效提高碳钢的耐腐蚀性能。

添加铬后，钢的表面生成Cr2O3的钝化膜，从而降低钢的氧化速度，提高材料的耐蚀性。

8. 镍(Nickel):镍对于提高碳钢的硬度和韧性具有重要作用。

它能够改善钢的冷作硬化性能，降低钢的导热性，提高钢的耐热性和耐腐蚀性。

9. 钼(Molybdenum):钼可以提高碳钢的强度和刚性，并提高钢的耐热性和耐蚀性。

各元素在高速钢中的作用

各元素在高速钢中的作用

各元素在高速钢中的作用高速钢是一种优质的工具钢，具有较高的硬度、抗磨损性和耐热性。

其主要成分包括碳、钼、钒、钨、铬和其他合金元素。

不同元素在高速钢中起到不同的作用，下面将详细介绍各元素的作用。

1.碳（C）：碳是高速钢的主要合金元素之一、适量的碳含量能提高高速钢的硬度和强度。

碳与铁的固溶体形成固溶体强化，可以阻碍位错运动，提高高速钢的硬度。

但是过高的碳含量会导致高速钢产生脆性，因此碳含量应控制在0.7%-1.2%。

2.钼（Mo）：钼是提高高速钢热硬性和耐热性的关键元素。

钼的主要作用是与碳形成碳化物，增加高速钢的硬度和强度。

此外，钼还能够抑制高温下奥氏体晶粒的长大，提高高速钢的耐热性。

通常，高速钢中的钼含量为3%-10%。

3.钒（V）：钒是高速钢中的重要合金元素之一、钒能够与碳形成稳定的碳化物，进一步提高高速钢的硬度和热硬性。

此外，钒还能够改善高速钢的加工硬化性能，并提高高速钢的耐热性和耐磨性。

通常，高速钢中的钒含量为0.5%-6%。

4.钨（W）：钨是高速钢中的重要合金元素之一、钨在高温下具有较高的熔点和较高的热稳定性，能够提高高速钢的耐热性和耐磨性。

此外，钨还能够与碳形成稳定的碳化物，提高高速钢的硬度和强度。

通常，高速钢中的钨含量为1%-21%。

5.铬（Cr）：铬是高速钢中的重要合金元素之一、铬具有良好的耐腐蚀性和耐热性，可以提高高速钢的抗氧化性和耐磨性。

此外，铬还能够与碳形成稳定的碳化物，提高高速钢的硬度和强度。

通常，高速钢中的铬含量为3%-13%。

除了以上几种主要合金元素外，高速钢中还含有一些其他合金元素，如钴（Co）、镍（Ni）、锰（Mn）等。

这些元素主要起到合金调节剂的作用，可以改善高速钢的热硬性、强度和韧性。

综上所述，各元素在高速钢中的作用各不相同，但共同的目标是提高高速钢的硬度、强度、抗磨损性和耐热性。

合理控制各元素的含量和配比，可以制备出具有优异性能的高速钢。

第九讲 碳钢1

第九讲 碳钢1

T7、T8、 T7、T8、 承受振动、 承受振动、 冲击的工 具，如冲 头、大锤、 大锤、 木工工具。 木工工具。
4、铸钢 ZG+两组数字（分别表示最小屈服点和最 两组数字（ 两组数字 小抗拉强度）。 小抗拉强度）。 例： ZG310-570 —— 表示最小屈服点为 310MPa、最小抗拉强度为 的铸造碳钢。 、最小抗拉强度为570MPa的铸造碳钢。 的铸造碳钢 ZG15Cr1Mo1V 钢——含C量为 15 / 10000 = 量为 0.15 % ，wCr ≤=1 % ，wMo = 1 % ， wV <0.9% 。
45、 45、 调质件： 调质件：机 床齿轮、 床齿轮、机 床主轴、 床主轴、曲 轴、连杆等 重要零件。 重要零件。
65 弹性件和 耐磨件： 耐磨件： 小尺寸弹 簧、低速 车轮等
用途
较重要的零件，如齿轮、 连杆、弹簧等。 较重要的零件，如齿轮、轴、连杆、弹簧等。
热处理： 热处理：
渗碳、淬火、 渗碳、淬火、 回火等。 回火等。
表4 铸钢的化学成分和性能
钢号
ZG200~ 400 ZG230~ 450 ZG270~ 500 ZG310~ 570 ZG340~ 640
C, %
≤
Mn, %
≤
Si, %
S, % ≤ 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04
P, % ≤ 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04
≤
σs ≥
用途 钢板、钢筋、型钢等，作桥梁、建筑等构件。
热处理：热轧 空冷 组织：S＋FLeabharlann 多边型角钢钢筋、 钢筋、螺纹钢
螺钉、 螺钉、铆钉
钢桥梁
建筑构件
应
用 Q195、Q215、Q235、 Q195、Q215、Q235、 Q255、 Q255、275 可用于受力较大 的机械零件， 的机械零件，如 链轮、拉杆等。 链轮、拉杆等。

碳钢中五大元素作用

碳钢中五大元素作用

碳钢中五大元素作用碳钢的五大元素:碳(C),硅(Si),锰(Mn),磷(P),硫(S)碳(C)：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量超过0.23%，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。

碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

硅(Si)：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅。

如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。

硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。

在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。

硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。

含硅1-4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。

硅量增加，会降低钢的焊接性能。

锰(Mn)：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50%。

在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。

含锰11－14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。

锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。

磷(P)：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。

因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。

硫(S)：硫在通常情况下也是有害元素。

使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。

硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。

所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。

在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。

碳素钢课件

碳素钢课件

2.优质碳素结构钢
成分
含碳量一般<0.90%, 含杂质 和非金属夹杂物较少。
牌号
用两位数表示，这两位数 表示该钢中含碳量的万分 数，
应用
热处理
使用前一般都需要进行热处 理。
制造重要的机 械零件
四、优质碳素结构钢： 用两位数字表示钢中平均碳的 质量分数的万分数。
例： 45 —— 表示平均碳质量分数为 0.45%的优质碳素结构钢。
机 械 系 ： 韩 秀
碳 素 钢
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。
钢中的元素
钢中除Fe、C两种主要组成元素外。
热处理
必须经淬火回火处理。
五、碳素工具钢：
T（“碳”）+两位数字（表示 钢中平均碳的质量分数的千分数）。 例： T8 —— 表示平均碳质量分数为 0.8%的碳素工具钢。 T12A —— 表示平均碳质量分数 为1.20%的高级优质碳素工具钢。
成
分 Wc=0.70-1.30%，高碳钢
高的硬度、强度，良好的耐 能 磨性，一定的塑性与韧性。
Q196Bb
表示屈服强度为196MPa的B级半镇静钢
Q265DF
表示屈服强度为265MPa的D级沸腾钢
普通碳素结构钢的应用
Q185 Q225 Q235
Q255
Q275
应 用
一般桥梁、建筑结构， 普通机械零件，如螺 钉、螺母等。
应 用
可用于受力较大的 机械零件，如链轮、 拉杆等。
其中最为典型和常用的牌号为Q235，屈 服强度介于高低之间，能满足较广的需要， 且冶炼容易，价格便宜。

钢中各合金元素的作用

钢中各合金元素的作用

一、基础知识
2、合金元素改性原理
(1)形成固溶体。 原子直径较小的常形成间隙固溶体，如C、N、B等；原子直径 较 大 的 形 成 置 换 固 溶 体 ， 如 Cr 、 Ni 、 Mn 、 Co 、 V 等 。 一 般 有 如 下 规 律 ： Radd/RFe>0.59形成置换固溶体，Radd/RFe<0.59形成间隙固溶体。如Fe-C相图中奥氏 体便是C原子在面心立方相γ-Fe中的间隙固溶体。固溶体的强化是以形成晶格畸 变来实现的。 (2)细晶强化。一些合金元素如V、Ti、Mo等有细化晶粒的作用，在液相结晶过程 中形成的化合物/中间相，起到类似于形核剂的作用；这些化合物、中间相又在 热处理和锻压中起固溶析出、钉扎，从而细化晶粒。多晶材料的屈服强度σs和晶 粒尺寸d之间存在经验公式Hall-Petch公式：式中σ0和k都是材料属性。
s 0 k
d
(3)形成金属碳(氮)化物。 碳(氮)化物存在于晶体内部的、可以阻碍位错的移动， 即常说的钉扎作用，消耗位错滑移的能量达到强化的效果；碳(氮)化物存在于晶 界，一方面有阻碍位错晶间滑移，另一方面在热处理的过程中可以阻碍晶粒的长 大，从而达到细晶强化的效果。金属元素与C的亲和力从大到小为 Ti>Zr>Nb>V>W，Mo>Cr>Mn>Fe。 (4)改变相图。如对不锈钢来说，添加奥氏体化元素，扩大(如C、N、Cu)或开启 (如Mn、Ni、Co)奥氏体区，从而得到室温奥氏体不锈钢。
钢中各合金元素的作用
2012年7月
一、基础知识
钢 铁
1、铁碳平衡相图*
(1)四个单相区+Fe3C，7个两相 区。 δ/γ/α-Fe是铁的单质，晶 体结构分别是体心立方、面心 立方、体心立方，图中δ/γ/α相 区实际上是含碳的固溶体，分 别称之为高温铁素体、奥氏体 (A)、铁素体(F)，Fe3C又称渗 碳体。

各种化学成分在钢里分别有什么用

各种化学成分在钢里分别有什么用

各种化学成分在钢里分别有什么用1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过%。

碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有－%的硅。

如果钢中含硅量超过硅就算合金元素。

硅能显着提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。

在调质结构钢中加入－%的硅，强度可提高15－20%。

硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。

含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。

硅量增加，会降低钢的焊接性能。

3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰－%。

在碳素钢中加入%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。

含锰11－14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。

锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。

4、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。

因此通常要求钢中含磷量小于%，优质钢要求更低些。

5、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。

使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。

硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。

所以通常要求硫含量小于%，优质钢要求小于%。

在钢中加入的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。

6、铬（Cr）：在结构钢和工具钢中，铬能显着提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。

铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。

7、镍(Ni)：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。

镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。

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碳素钢中各个元素的作用二次硬化作用。

可提高高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆；含量超过12%时。

使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀的作用。

还增加钢的热强性，铬为不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。

铬能提高碳素钢轧制状态的强度和硬度。

降低伸长率和断面收缩率。

当铬含量超过15%时，强度和硬度将下降，伸长率和断面收缩率则相应地有所提高。

含铬钢的零件经研磨容易获得较高的表面加工质量。

铬在调质结构钢中的主要作用是提高淬透性。

使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能，在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物，从而提高材料表面的耐磨性。

含铬的弹簧钢在热处理时不易脱碳。

铬能提高工具钢的耐磨性、硬度和红硬性。

有良好的回火稳定性。

在电热合金中，铬能提高合金的抗氧化性、电阻和强度。

(1) 对钢的显做组织及热处理的作用A、铬与铁形成连续固溶体，缩小奥氏体相区城。

铬与碳形成多种碳化物，与碳的亲和力大于铁和锰而低于钨、钼等．铬与铁可形成金属间化合物σ相(FeCr)B、铬使珠光体中碳的浓度及奥氏体中碳的极限溶解度减少C、减缓奥氏体的分解速度，显著提高钢的淬透性．但亦增加钢的回火脆性倾向(2)对钢的力学性能的作用A、提高钢的强度和硬度．时加入其他合金元素时，效果较显著B、显著提高钢的脆性转变温度C、在含铬量高的Fe-Cr合金中，若有σ相析出，冲击韧性急剧下降(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用A、提高钢的耐磨性，经研磨，易获得较高的表面光洁度B、降低钢的电导率，降低电阻温度系数C、提高钢的矫顽力和剩余磁感．广泛用于制造永磁钢D、铬促使钢的表面形成钝化膜，当有一定含量的铭时，显著提高钢的耐腐蚀性能（特别是硝酸）。

若有铬的碳化物析出时，使钢的耐腐蚀性能下降E、提高钢的抗氧化性能F、铬钢中易形成树枝状偏析，降低钢的塑性G、由于铬使钢的热导率下降，热加工时要缓慢升温，锻、轧后要缓冷(4)在钢中的应用A、合金结构钢中主要利用铬提高淬透性，并可在渗碳表面形成含铬碳化物以提高耐磨性B、弹簧钢中利用铬和共他合金元素一起提供的综合性能C、轴承钢中主要利用铬的特殊碳化物对耐磨性的贡献及研磨后表面光沽度高的优点D、工具钢和高速钢中主要利用铬提高耐磨性的作用，并具有一定的回火稳定性和韧性E、不锈钢、耐热钢中铬常与锰、氮、镍等联合便用，当需形成奥氏体钢时，稳定铁素体的铬与稳定奥氏体的锰、镍之间须有一定比例，如Cr18Ni9等F、我国铬资源较少．应尽量节省铬的使用2、钼(Mo)钼在钢中能提高淬透性和热强性。

防止回火脆性，增加剩磁和矫顽力以及在某些介质中的抗蚀性。

在调质钢中，钼能使较大断面的零件淬深、淬透，提高钢的抗回火性或回火稳定性，使零件可以在较高温度下回火，从而更有效地消除（或降低）残余应力，提高塑性。

在渗碳钢中钼除具有上述作用外，还能在渗碳层中降低碳化物在晶界上形成连续网状的倾向，减少渗碳层中残留奥氏体，相对地增加了表面层的耐磨性。

在锻模钢中，钼还能保持钢有比较稳定的硬度，增加对变形、开裂和磨损等的抗力。

在不锈耐酸钢中，钼能进一步提高对有抗酸（如蚁酸、醋酸、草酸等）以及过氧化氢、硫酸，亚硫酸、硫酸盐、酸性染料、漂白粉液等的抗蚀性。

特别是由于钼的加入，防止了氯离子存在所产生的点腐蚀倾向。

含1%左右钼的W12Cr4V4Mo高速钢具有高的耐磨性、回火硬度和红硬性等。

(1)对钢的显做组织及热处理的作用A、钼在钢中可固溶于铁素体、奥氏体和碳化物中，它是缩小奥氏体相区的元素B、当钢含量较低时，与铁、碳形成复合的渗碳体；含量较高时可形成钢的特殊碳化物C、钼提高钢的淬透性，其作用较铬强．而稍逊于锰D、钼提高钢的回火稳定性，作为单一合金元素存在时，增加钢的回火脆性；与铬、锰等并存时，钼又降低或抑止因其他元素所导致的回火脆性(2)对钢的力学性能的作用A、钼对铁素体有固溶强化作用．同时也提高碳化物的稳定性．从而提高钢的强度B、钼对改善钢的延展性和韧性以及耐磨性起到有利作用C、由于钼使形变强化后的软化和恢复温度以及再结晶温度提高，并强烈提高铁素体的蠕变抗力，有效抑制渗碳体在450-600℃下的聚集．促进特殊碳化物的析出，因而成为提高钢的热强性的最有效的合金元素(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用A、在含碳1.5％的磁钢中，2％-3％的钢提高剩余磁感和矫顽力B、在还原性酸及强氧化性盐溶液中都能使钢表面钝化．因此钼可以普遍提高钢的抗蚀性能，防止钢在氯化物溶液中的点蚀C、钼含量较高(>3%)时使钢的抗氧化性恶化D、含钼不超过8％的钢仍可以锻、轧，但含量较高时，钢对热加工的变形抗力增高(4)在钢中的应用A、在调质和渗碳结构钢、弹簧钢、轴承钢、工具钢、不锈耐酸钢、耐热钢、磁钢中都得到了广泛应用B、铬钼钢在许多情况下可代替铬镍钢来制造重要的部件C、我国富产钼，但在世界范围内的储量并不丰富。

含钼钢在我国应适当发展，但钼是重要战略物资，应注意合理和节约使用3、硅(Si)硅能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度，其作用仅次于磷，较锰、镍、铬、钨、钼和钒等元素强。

但含硅超过3%时,将显著降低钢的塑性和韧性。

硅能提高钢的弹性极限、屈服强度和屈服比(σs/σb),以及疲劳强度和疲劳比(σ-1/σb)等,这是硅或硅锰钢可作为弹簧钢种的缘故。

硅能降低钢的密度、热导率和电导率。

能促使铁素体晶粒粗化。

降低矫顽力。

有减小晶体的各向异性倾向，使磁化容易，磁阻减小，可用来生产电工用钢，所以硅钢片的磁滞损耗较低，硅能提高铁素体的磁导率，使硅钢片在较弱磁场下有较高的磁感强度。

但在强磁场下，硅降低钢的磁感强度。

硅因有强的脱氧力，从而减小了铁的磁时效作用。

含硅的钢在氧化气氛中加热时，表面将形成一层SiO2薄膜，从而提高钢在高温时的抗氧化性。

硅能促使铸钢中的柱状晶成长，降低塑性。

硅钢若加热或冷却较快，由于热导率低，钢的内部和外部温差较大，因而易裂。

硅能降低钢的焊接性能。

因为与氧的亲合力硅比铁强，在焊接时容易生成低熔点的硅酸盐，增加熔渣和熔化金属的流动性，引起喷溅现象，影响焊缝质量。

硅是良好的脱氧剂。

用铝脱氧时酌加一定量的硅，能显著提高铝的脱氧能力。

硅在钢中本来就有一定的残存，这是由于炼铁炼钢作为原料带入的。

在沸腾钢中，硅限制在＜0.07% ，有意加入时，则在炼钢时加入硅铁合金。

(1)对钢的显做组织及热处理的作用A、作为钢中的合金元素，其含量一般不低于0.4 ％。

以固溶体形态存在于铁素体或奥氏体中，缩小奥氏体相区B、提高退火、正火和淬火温度，在亚共析钢中提高淬透性C、硅不形成碳化物，有强烈的促进碳的石墨化的作用，在硅含量较高的中碳和高碳钢中，如不含有强碳化物形成元素，易在一定温度条件下发生石墨化D、在渗碳钢中，硅减小渗碳层厚度和碳的浓度E、硅对钢水有良好脱氧作用(2)对钢的力学性能的作用A、提高铁素体和奥氏体的硬度和强度，其作用较Mn 、Ni 、Cr . W 、Mo、V 等更强；显著提高钢的弹性极限、屈服强度和屈强比(σs/σb)．并提高应劳强度和疲劳比(σ-1/σb)B、硅含量超过3 ％时显著降低钢的塑性和韧性；硅提高塑／脆转变温度C、硅易使钢中形成带状组织，使横向性能低于纵向性能D、改善钢的耐磨性能(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用A、降低钢的密度、热导率、电导率和电阻温度系数B、硅钢片的涡流损耗量显著低于纯铁，矫顽力、磁阻和磁滞损耗较低．磁导率和磁感强度较高。

但在强磁场中，硅降低磁感强度C、提高高温时钢的抗氧化性能，但硅含量高时，表面脱碳加剧D、硅含量超过2.5 ％的钢，其变形加工较为困难E、硅降低钢的可焊性(4)在钢中的应用A、在普通低合金钢中提高强度，改善局部腐蚀抗力，在调质钢中提高淬透性和抗回火性，是多元合金结构钢中的主要合金组元之一B、硅含量为0.5 %-2.8 ％的SiMn 或SiMnB 钢(碳含量0.5 ％-0.7 %)广泛用于高载荷弹黄材料，同时加人W 、V 、Mo、Nb 、Cr等强碳化物形成元素C、硅钢片为含硅1.O ％-4.5 ％的低碳和超低碳钢，用于电机和变压器D、在不锈钢和耐蚀钢中，与Mo 、W 、Cr 、Al、Ti、N 等配合，提高抗蚀和抗高温氧化能力E、硅含量较高的石墨钢用于冷作模具材料4、锰(Mn)锰是良好的脱氧剂和脱硫剂。

钢中一般都含有一定量的锰，它能消除或减弱由于硫所引起的钢的热脆性，从而改善钢的热加工性能。

锰和铁形成固溶体，提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度；同时又是碳化物形成元素，进入渗碳体中取代一部分铁原子。

锰在钢中由于降低临界转变温度。

起到细化珠光体的作用。

也间接地起到提高珠光体钢强度的作用；锰稳定奥氏体组织的能力仅次于镍，也强烈增加钢的淬透性。

已用含量不超过2%的锰与其他元素配合制成多种合金钢。

锰具有资源丰富、效能多样的特点，获得了广泛的应用，如含锰较高的碳素结构钢、弹簧钢。

在高碳高锰耐磨钢中。

锰含量可达10%一14% ，经固溶处理后有良好的韧性，当受到冲击而变形时，表面层将因变形而强化，具有高的耐磨性。

锰与硫形成熔点较高的MnS 。

可防止因FeS而导致的热脆现象。

锰有增加钢晶粒粗化的倾向和回火脆性敏感性。

若冶炼浇铸和锻轧后冷却不当，容易使钢产生白点。

(1)对钢的显做组织及热处理的作用A、锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，工业用钢中一般均含有一定量的锰B、锰固溶于铁素体和奥氏体中．扩大奥氏体区，使临界温度A4点升高，A3点降低，(α+γ)区下移．当锰含量超过12％时，上临界点降至室温以下，使钢在室温时形成单一奥氏体组织。

在降低共析温度同时，使共析体中的碳含量减少C、锰强烈降低钢的Ar1和马氏体转变温度(其作用仅次于碳）和钢中相变的速度，提高钢的淬透性，增加残余奥氏体含量D、使钢的调质组织均匀、细化，避免了渗碳层中碳化物的聚集成块，但增大了钢的过热敏感性和回火脆性倾向E、锰是弱碳化物形成元素(2)对钢的力学性能的作用A、锰强化铁素体或奥氏体的作用不及碳，磷、硅，在增加强度的同时，对延展性无影响B、由于细化了珠光体，显著提高低碳和中碳珠光体钢的强度，使延展性有所降低C、通过提高淬透性而提高了调质处理索氏体钢的力学性能D、在严格控制热处理工艺、避免过热时的晶粒长大以及回火脆性的前提下，锰不会降低钢的韧性(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用A、随锰含量的增加，钢的热导率急剧下降，线胀系数上升，使快速加热或冷却时形成较大内应力，工件开裂倾向增大B、使钢的电导率急剧降低，电阻率相应增大，电阻温度系数下降C、使矫顽力增大，饱和磁感、剩余磁感和磁导率均下降，因而锰对永磁合金有利，对软磁合金有害D、锰含量很高时，钢的抗氧化性能下降E、使钢中的硫形成较高熔点的MnS ，避免了晶界上的FeS 薄膜，消除钢的热脆性，改善热加工性能F、高锰奥氏体钢的变形阻力较大，且钢锭中柱状结晶明显，锻轧时较易开裂G、由于提高了淬透性和降低了马氏体转变温度，对焊接性能有不利影响。