C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo元素在钢中的作用和热处理时的影响

各化学元素对钢材的影响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0.23%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。

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。

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。

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0.045%，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。

6、铬（Cr）：在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、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。

NM500是一种高强度耐磨钢板，通常用于挖掘机、矿山设备、破碎机等重型机械设备的制造和维护。

它具有优异的耐磨性能和强度，能够在恶劣的工作环境下保持稳定的性能，受到了广泛的应用和认可。

下面将详细介绍NM500的成分及其作用。

1. 主要成分NM500钢板的主要成分包括碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）、铬（Cr）、镍（Ni）、钼（Mo）等元素。

具体成分如下：- 碳（C）：碳是钢铁中最重要的合金元素之一，可以提高钢的硬度和强度。

- 硅（Si）：硅的加入可以提高钢的强度和硬度，同时有利于热处理。

- 锰（Mn）：锰是一种强化元素，可以提高钢的强度、硬度和耐磨性。

- 磷（P）和硫（S）：磷和硫是钢中的杂质元素，其含量应控制在一定范围内，过高的含量会对钢的性能产生不利影响。

- 铬（Cr）：铬能够提高钢的耐蚀性和抗氧化性能，对提高钢的耐磨性也有一定作用。

- 镍（Ni）：镍是一种常用的合金元素，可以提高钢的强度和韧性。

- 钼（Mo）：钼的加入可以显著提高钢的硬度和耐磨性，对提高NM500钢板的使用寿命具有重要作用。

2. 成分作用- 碳的加入可以提高钢的硬度和强度，使NM500钢板具有良好的耐磨性能。

- 锰的作用类似于碳，能够显著提高钢的硬度和强度，增加了NM500钢板的耐磨性。

- 硅可以提高钢的强度和硬度，有利于热处理过程中的组织均匀化。

- 磷和硫的含量需要控制在一定范围内，以防止对钢的性能产生不利影响。

- 铬的加入可以提高NM500钢板的耐蚀性和抗氧化性能，延长其使用寿命。

- 镍能够提高钢的强度和韧性，使NM500钢板在工作时不易发生断裂或变形。

- 钼是提高NM500钢板硬度和耐磨性的关键元素，能够显著提高其在恶劣工作环境下的耐久性。

3. 应用领域NM500钢板广泛应用于挖掘机、装载机、破碎机、矿山设备等重型机械设备的制造和维护领域。

这些设备通常需要经受严酷的工作环境和高强度的工作负荷，因此对材料的耐磨性能和强度要求较高。

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。

材料中的化学元素对热处理的影响钢性, 化学元素钢材中都含有各种各样的杂质，杂志含量的多寡，直接影响到钢材的物理化学性质%26mdash;%26mdash;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，当含碳量超过0.23%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。

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。

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0.30－.50%。

在碳素钢中加入0.70%以上时就算%26ldquo;锰钢%26rdquo;，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0.045%，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 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。

各种化学元素在钢中的作用钢是一种非常重要的材料，它由碳和其他一些添加元素组成。

这些添加元素对钢的性能和特性有重要的影响，决定了钢的硬度、强度、塑性、耐蚀性等。

下面将介绍一些常见的化学元素在钢中的作用。

1.碳（C）：碳是钢中最主要的添加元素之一，它对钢的硬度和强度起到关键作用。

当碳含量增加时，钢的硬度和强度也会增加，但其塑性和韧性会降低。

通常情况下，碳含量在0.2%至2.1%之间的钢属于碳钢。

超过这个范围的钢会变得脆化。

2.硅（Si）：硅是一种常见的钢中添加元素。

它可以提高钢的强度和硬度，并提高抗腐蚀性能。

此外，硅还可以减少钢的收缩和氧化。

3.锰（Mn）：锰主要用于提高钢的韧性、强度和耐磨性。

当锰含量在0.25%至1.5%之间时，钢的韧性和强度会显著提高。

锰还可以去除氧化铁和硫，并提高钢的可焊性。

4.磷（P）：磷是一种常见的杂质元素，当磷含量超过钢中的标准限制时，会导致钢的脆性增加。

因此，在生产钢时需要控制磷含量。

5.硫（S）：硫是另一种常见的杂质元素，当硫含量高于标准限制时，会降低钢的延展性、可塑性和冷加工性能。

因此，控制硫含量对于生产高质量的钢非常重要。

6.铬（Cr）：铬是一种耐腐蚀的元素，通常用于不锈钢的制作中。

它可以提高钢的抗氧化能力，并提高钢的耐腐蚀性能。

7.镍（Ni）：镍可以提高钢的强度和韧性，同时也提高了钢的耐腐蚀性。

镍主要用于制造高强度、高韧性和耐腐蚀的钢。

8.钼（Mo）：钼被广泛用于合金钢中，可以提高钢的强度、硬度和耐腐蚀性。

钼还可以提高钢在高温下的性能，因此在制造高温工作条件下使用的钢中经常添加钼。

9.单质氮（N）：氮主要用于制造高强度的钢。

氮可以通过固溶于钢中来增强钢的强度。

特别是在不锈钢制造中，氮的添加可以显著提高钢的抗腐蚀性能。

以上只是一些常见的化学元素在钢中的作用的简介，实际上，制造工程师和冶金师会根据具体的使用需求和所需的性能，精确调配合金组分来满足特定应用的要求。

不同的合金组分可以产生不同属性的钢，因此，研究和了解这些元素的作用对于优化钢的性能非常重要。

各种元素在钢铁中的作用钢是一种合金，主要由铁、碳和其他合金元素组成。

这些合金元素在钢中起着不同的作用，以下是一些常见的合金元素及其作用：1.碳（C）：碳是钢中最重要的合金元素之一，它能够提高钢的硬度和强度。

高碳钢含碳量超过0.6%，通常用于制造刀具和机械零件。

中碳钢常用于制造车轴、齿轮等。

低碳钢含碳量少于0.3%，其韧性较好，常用于制造汽车结构部件等。

2.硅（Si）：硅用于降低钢的液相温度和粘度，促进钢的液相区域扩大。

它还能提高钢的强度和耐磨性。

硅常用于制造电力设备、变压器等。

3.锰（Mn）：锰能够提高钢的韧性和延展性，并抑制高温下的晶界腐蚀。

锰常用于制造桥梁、建筑结构等。

4.磷（P）：磷用于提高低碳钢的强度和硬度，但过高的磷含量会降低钢的可焊性。

因此，磷含量应控制在一定范围内。

5.硫（S）：硫能够提高钢的切削性能和机械加工性能。

但高硫含量的钢会降低钢的可焊性和韧性，同时还容易形成疏松铸态组织。

6.铬（Cr）：铬是不锈钢的主要合金元素之一，它能够提高钢的耐蚀性和耐磨性。

铬还能提高钢的强度和硬度，常用于制造压力容器、船舶等。

7.镍（Ni）：镍能够提高钢的韧性和抗冲击性能。

它还能提高钢的耐高温性能，因此常用于制造汽车发动机、航空发动机等。

8.钼（Mo）：钼能够提高钢的硬度和强度，同时还能提高钢的耐腐蚀性能。

它常用于制造汽车结构部件、涡轮发动机等。

9.钒（V）：钒能够提高钢的强度和硬度，同时还能提高钢的耐热性能。

钒主要用于制造高速切削工具、齿轮等。

总而言之，钢中各种合金元素的添加能够改善钢的机械性能、耐磨性、耐腐蚀性和热处理性能等。

通过适当调整合金元素的含量，可以生产出满足不同工程要求的各类钢材。

常用金属材料中各种化学成分的作用及影响1. 生铁：生铁中除铁外，还含有碳、硅、锰、磷和硫等元素。

这些元素对生铁的性能均有一定的影响。

碳（C）：在生铁中以两种形态存在，一种是游离碳（石墨），主要存在于铸造生铁中，另一种是化合碳（碳化铁），主要存在于炼钢生铁中，碳化铁硬而脆，塑性低，含量适当可提高生铁的强度和硬度，含量过多，则使生铁难于削切加工，这就是炼钢生铁切削性能差的原因。

石墨很软，强度低，它的存在能增加生铁的铸造性能。

硅（Si）：能促使生铁中所含的碳分离为石墨状，能去氧，还能减少铸件的气眼，能提高熔化生铁的流动性，降低铸件的收缩量，但含硅过多，也会使生铁变硬变脆。

锰（Mn）：能溶于铁素体和渗碳体。

在高炉炼制生铁时，含锰量适当，可提高生铁的铸造性能和削切性能，在高炉里锰还可以和有害杂质硫形成硫化锰，进入炉渣。

磷（P）：属于有害元素，但磷可使铁水的流动性增加，这是因为硫减低了生铁熔点，所以在有的制品内往往含磷量较高。

然而磷的存在又使铁增加硬脆性，优良的生铁含磷量应少，有时为了要增加流动性，含磷量可达1.2%。

硫（S）：在生铁中是有害元素，它促使铁与碳的结合，使铁硬脆，并与铁化合成低熔点的硫化铁，使生铁产生热脆性.减低铁液的流动性，顾含硫高的生铁不适于铸造细件。

铸造生铁中硫的含量规定最多不得超过0.06%（车轮生铁除外）。

o.p3x ojg2．钢：元素在钢中的作用常存杂质元素对钢材性能的影响钢除含碳以外，还含有少量锰(Mn)、硅(Si)、硫(S)、磷(P)、氧（O）、氮（N）和氢（H）等元素。

这些元素并非为改善钢材质量有意加入的，而是由矿石及冶炼过程中带入的，故称为杂质元素。

这些杂质对钢性能是有一定影响，为了保证钢材的质量，在国家标准中对各类钢的化学成分都作了严格的规定。

1）硫硫来源于炼钢的矿石与燃料焦炭。

它是钢中的一种有害元素。

硫以硫化铁(FeS)的形态存在于钢中，FeS和Fe形成低熔点(985℃)化合物。

SCM435热处理工艺一、SCM435合金钢简介SCM435是一种常用的铬钼合金钢，具有较高的强度和耐磨性。

其主要成分包括碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）、铬（Cr）、镍（Ni）和钼（Mo）等元素。

由于其优异的性能，SCM435广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。

二、热处理的概念和作用热处理是通过对金属材料进行加热、保温和冷却等工艺操作，以改变其组织结构和性能的过程。

热处理可以消除材料内部的缺陷，增加材料的硬度、强度和耐磨性，改善其综合性能，提高其使用寿命。

三、SCM435热处理工艺流程1. 固溶处理（950℃~1050℃）将SCM435合金钢加热至固溶温度区间，使其内部的晶界和析出相溶解。

保温一段时间，使固溶体达到均匀的组织状态。

2. 快速冷却（水冷或油冷）迅速将固溶体冷却至室温。

快速冷却可使合金钢中的过饱和固溶体转变为部分过饱和固溶体，同时通过快速冷却也可使合金钢的强度和硬度提高。

3. 回火处理（150℃~350℃）对冷却后的合金钢进行回火处理，通过加热和保温来消除内部的残余应力，提高材料的韧性和塑性。

回火温度的选择应根据具体材料的要求和应用场景进行确定。

4. 低温处理（-100℃~196℃）在固溶处理和回火处理之间，对合金钢进行低温处理，可以进一步提高其强度和硬度。

低温处理有助于形成细小的析出物，增加材料的抗变形和耐磨性能。

四、SCM435热处理工艺对材料性能的影响1. 强度和硬度提高SCM435经过固溶处理和快速冷却后，固溶体中的固溶元素均匀分布，形成固溶体溶解。

同时，由于冷却速度较快，固溶体内部产生了过饱和现象，从而使得材料的强度和硬度显著提高。

2. 韧性和塑性改善回火处理和低温处理的引入，有助于消除合金钢内部的残余应力，提高材料的韧性和塑性。

适当的回火温度和时间可以使合金钢获得更好的延展性和抗冲击性。

3. 耐磨性增强SCM435热处理后能够形成细小的析出物和晶界强化相，这些析出物可以有效地阻碍晶界的移动，提高材料的耐磨性。

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。

钢的合金元素对热处理的影响：在钢中加入合金元素后，钢的基本组元铁和碳与加入的合金元素会发生交互作用。

钢的合金化目的是希望利用合金元素与铁、碳的相互作用和对铁碳相图及对钢的热处理的影响来改善钢的组织和性能。

合金元素与铁、碳的相互作用合金元素加入钢中后，主要以三种形式存在钢中。

即：与铁形成固溶体；与碳形成碳化物；在高合金钢中还可能形成金属间化合物。

1. 溶于铁中几乎所有的合金元素（除Pb外）都可溶入铁中, 形成合金铁素体或合金奥氏体, 按其对α-Fe或γ-Fe的作用, 可将合金元素分为扩大奥氏体相区和缩小奥氏体相区两大类。

扩大γ相区的元素—亦称奥氏体稳定化元素, 主要是Mn、Ni、Co、C、N、Cu等, 它们使A3点(γ-Fe α-Fe的转变点)下降, A4点( γ-Fe的转变点)上升, 从而扩大γ-相的存在范围。

其中Ni、Mn等加入到一定量后, 可使γ相区扩大到室温以下, 使α相区消失, 称为完全扩大γ相区元素。

另外一些元素(如C、N、Cu等), 虽然扩大γ相区, 但不能扩大到室温, 故称之为部分扩大γ相区的元素。

缩小γ相区元素——亦称铁素体稳定化元素, 主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr等。

它们使A3点上升, A4点下降(铬除外, 铬含量小于7%时, A3点下降; 大于7%后,A3点迅速上升), 从而缩小γ相区存在的范围, 使铁素体稳定区域扩大。

按其作用不同可分为完全封闭γ相区的元素(如Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si等)和部分缩小γ相区的元素(如B、Nb、Zr等)。

2. 形成碳化物合金元素按其与钢中碳的亲和力的大小, 可分为碳化物形成元素和非碳化物形成元素两大类。

常见非碳化物形成元素有：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。

它们基本上都溶于铁素体和奥氏体中。

常见碳化物形成元素有：Mn、Cr、W、V、Nb、Zr、Ti等(按形成的碳化物的稳定性程度由弱到强的次序排列)，它们在钢中一部分固溶于基体相中，一部分形成合金渗碳体, 含量高时可形成新的合金碳化合物。

常存杂质元素对钢材性能的影响普通碳素钢除含碳以外，还含少量锰（Mn）、硅（si）、硫（5）、确（P）等元素。

这些元素并非为改善钢材质量有意加入的，而是由矿石及冶炼过程中带入的．故称为杂质元素。

现讨论这些杂质对钢性能的影响。

硫的影响硫是炼钢时由矿石与燃料焦炭带到钢中来的杂质。

它是钢中的一种有害元素。

硫以硫化铁（FeS）的形态存在于钢中。

Fes和Fe形成低熔点（985 °C）化合物。

钢材的热加工温度-般在1150-1200'C以亡，故当钢材热加工时．由于FeS 化合物的过早熔化而导致工件开裂，这种现象称为热脆。

含硫量愈高，热脆现象愈严重，故必须对钢中含硫虽进行控制。

高级优质钢；S<0.02〜0.03%,优质钢：S W0.003%〜0.045%普通钢：S<0.055%〜0.7%以下。

压力容器专用钢材的磷含量（熔炼分析，下同）不应大于0.030％，硫含量不应大于0.020％。

铬不锈钢在铬不锈钢中．起耐腐蚀作用的主要元素是铬。

铬能在氧化性介质中生成一层稳定而致密的氧化膜，对钢材起保护作用、因而具耐蚀件。

然而其耐蚀性的强弱取决于钢中的含碳量和含铬量。

理论与实践研究证明，当含铬量大于11.7％时，钢的耐蚀性会有显著提高，而且含铬量愈多，耐蚀性愈好。

由于钢中存在碳元素.碳能与铬形成铬的碳化物（如Cr23C6等），因而消耗了铬，致使钢中的有效铬含量减少.使钢的耐蚀性降低．故不锈纳中的含碳量都是较低的。

为了确保不锈钢具有耐腐蚀性能，实际应用的不锈钢，其平均含铬量都在13％以上。

常用的铬不锈钢有Icrl3 、2crl3 、0Cr13、ocrl7Ti 等。

Ti:加入Ti能提高抗高温高压H2-N2-NH3腐蚀的能力，与其它元素配合使用能提高钢抗大气、海水及H2S 腐蚀能力。

Nb: —般与其它元素配合使用，籍以提高钢抗大气、海水、H2S及高温高压H2-N2-NH3腐蚀能力。

Mo能提高钢的强度和高温强度（热强性和蠕变强度），防止钢的回火脆性，能提高钢抗H2S NH3,CO,H2 O,高温高压H2和弱还原酸腐蚀的能力。

各元素对钢材性能的影响名词解释：铁素体（Ferrite）：碳在α-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素。

常用符号F（或α）表示。

铁素体具有体心立方结构，由于它的间隙很小，因而溶碳能力较差。

在727℃时最大溶碳量为0.0218%，随着温度下降，其溶碳量逐步减少，在室温时仅溶碳0.0008%。

铁素体的强度低，其δσb为180-280MN/m2,HB约80，但塑性好，其δ为50%。

奥氏体（Austenitic）：碳在γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体。

常用符号A（或γ）表示。

奥氏体具有面心立方晶格结构，由于它的有效晶格间隙较大，因此其溶碳能力较大，在1148℃时的最大溶碳量2.11%，随着温度的下降，其溶碳量逐步减少，在727℃是溶碳量为0.77%。

奥氏体的机械性能于其溶碳量及晶粒的大小有关。

一般来说奥氏体的硬度为170-220HBS，延伸率δ为40-50%，奥氏体存在于727℃以上的固态温度范围内。

奥氏体易于塑性成形。

渗碳体（Cementite）：C与Fe的化合物（Fe3C）称为渗碳体，其含碳量6.69%，渗碳体的熔点为1227℃，其硬度很高，约800HB,塑性和冲击韧性几乎为零，脆性极大，因此它不能作为碳钢的基体相，却是碳钢中的主要强化相。

渗碳体是一种亚稳相，在一定条件下会发生分解，形成石墨自由碳。

马氏体（Martensite）：采用快速冷却的方法，由于过冷度大，铁和碳原子都不能进行扩散，奥氏体只能由非扩散的晶格切变，有γ-Fe的面心立方晶格改组为α-Fe的体心立方晶格。

这种奥氏体直接转变一种含碳过饱和α固溶体，称之为马氏体。

各元素对钢性能的影响：锰（Mn）锰是炼钢时用锰铁脱氧而残留于钢中的，锰能清除钢中的FeO,改善钢的品质，降低钢的脆性；锰与硫化合生成MnS，消除硫的有害作用，改善钢的热加工性能。

在碳钢中锰的含量一般控制在0.25-0.80%之间，锰能溶于铁素体中，形成含锰的铁素体，起着强化铁素体的作用；锰还能溶于Fe3C中形成合金渗碳体，从而提高碳钢的强度，锰是有益的杂质元素，少量的锰对钢的性能影响不显著。

钢铁中化学成分与性能间的关系1、生铁生铁中除铁外，还含有碳、硅、锰、磷、硫等元素。

这些元素对生铁的性能均有一定的影响。

碳（C）：在生铁中以两种形态存在，一种是游离碳（石墨），主要存在于铸造生铁中，另一种是化合碳（碳化物），主要存在于炼钢生铁中，碳化物硬而脆，塑性低，含量适当可提高生铁的强度和硬度，含量过多，则使生铁难于切削加工，这就是炼钢生铁切削性能差的原因。

石墨很软，强度低，它的存在能增加生铁的铸造性能。

硅（Si）：能促使生铁中所含的碳分离为石墨状，能去氧，汉能减少铸造的气眼，能提高熔化生铁的流动性，降低铸件的收缩量，但含硅过多，也会使生铁变硬变脆。

锰（Mn）：能溶于铁素体和渗碳体。

在高炉炼制生铁时，含锰量适当，可提高生铁的铸造性能和切削性能，在高炉里锰还可以和有害杂质硫形成硫化锰，进入炉渣。

磷（P）：属于有害元素，但磷可使铁水的流动性增加，这是因为硫减低了生铁熔点，所以在有的制品内往往含磷量较高。

然而磷的存在又使铁增加硬脆性，优良的生铁含磷量应少，有时为了要增加流动性，含磷量可达1.2%.硫（S）：在生铁中是有害元素，它促使铁与碳的结合，使铁硬脆，并与铁化合成低熔点的硫化铁，使生铁产生热脆性和减低铁液的流动性，故含硫高的生铁不适于铸造细件。

铸造生铁中硫的含量规定最多不超过0.06%。

2钢2.1 元素在钢中的作用2.1.1常存杂质元素对钢材性能的影响钢除含碳以外，还含有少量Mn、Si、S、P、O、N、H等元素。

这些元素并非为改善钢材质量有意加入的，而是由矿石及冶炼过程中带入的，故称为杂质元素。

这些杂质对钢材性能有一定影响，为保证钢材质量，在国家标准中对各类钢的化学成分都做了严格的规定。

1）硫硫来源于炼钢的矿石与燃烧焦炭。

它是钢中的一种有害元素。

硫以硫化铁(FeS)的形态存在于钢中，FeS和Fe形成低熔点(985℃)化合物。

而钢材料的热加工温度一般在1150～1200℃以上，所以当钢材热加工时，由于FeS化合物的过早熔化而导致工件开裂，这种现象称为“热脆”。

化学元素对钢铁性能的影响钢铁是一种在工业中广泛使用的金属材料，其性能取决于许多因素，化学元素是其中一个重要因素。

不同的化学元素会对钢铁的性能产生不同的影响。

本文将会详细介绍几个常见的化学元素对钢铁性能的影响。

1.碳(C)：碳是钢铁的主要合金元素，它的存在可以使钢铁变得坚硬和耐磨。

通过控制碳含量，可以调整钢铁的硬度和强度。

碳含量较高的钢铁被称为高碳钢，其硬度较高，但韧性较差。

而碳含量较低的钢铁被称为低碳钢，其韧性较高，但硬度较低。

2.硅(Si)：硅是一种常见的合金元素，可以提高钢铁的强度和韧性。

适量的硅含量可以改善钢铁的铸造性能和热处理性能。

硅还可以降低钢铁的磁导率，提高其电磁性能。

3.锰(Mn)：锰是一种重要的合金元素，可以提高钢铁的强度和硬度。

锰含量通常在0.3%～1.5%之间。

锰还可以提高钢铁的耐磨性和耐蚀性，延长钢铁的使用寿命。

4.磷(P)：磷是一种杂质元素，通常需要控制其含量。

高磷含量会降低钢铁的韧性，并使其易于开裂。

因此，钢铁中的磷含量应控制在较低水平。

磷含量可以通过矿石的选择和冶炼过程中的控制来进行调节。

5.硫(S)：硫也是一种常见的杂质元素，类似磷，高硫含量会导致钢铁的脆性增加。

此外，硫还会降低钢铁的延展性和焊接性能。

因此，控制钢铁中的硫含量也是非常重要的。

除了以上所述的元素外，还有一些其他的合金元素也会对钢铁的性能产生影响，如铬、镍、钼等。

铬可以提高钢铁的耐蚀性，镍可以提高钢铁的耐热性和耐腐蚀性，钼可以提高钢铁的强度和韧性。

不同的合金元素可以根据不同的需求进行调整，以满足特定的工程要求。

总之，化学元素对钢铁的性能有着重要的影响。

通过合理控制合金元素的含量，可以调整钢铁的硬度、强度、韧性、耐磨性、耐腐蚀性等特性，以满足不同工程中的需求。

因此，在钢铁制造过程中，对化学元素含量和配比的控制是十分关键的。

合金元素及伴生元素在钢中所起的一些作用对于合金元素，需要区分是渗碳体、奥氏体或铁素体，以及加入钢中所起的作用。

每一种合金元素按一定百分比单独加入到钢中都会产生一种特性，如同时加入几种则会加强对钢特性的影响，但并不是对一种特性产生相同的影响，也许是作用与反作用，相互抵消。

钢中加入合金元素，只是为所需性能提供前提条件，真正的性能要通过金属加工或热处理才能形成。

原则上钢中加入各种合金元素和伴生元素影响如下：Al 铝熔点：658℃铝是最有效，也是最常用的脱氧、定氮剂。

因而有很好的抗时效性。

少量加入还有助于细化晶粒。

由于铝能与氮形成很硬的氮化物，通常用作氮化钢的一种合金元素。

铝还能提高抗铁锈能力，所以经常被加入到合金铁素体耐热钢中。

对于非合金碳钢，通过渗铝（在钢表面渗铝）可增加防止生成氧化铁皮的能力。

铝会显著缩小γ相区，由于能大大增加矫顽力，因而用于铁-镍-钴-铝永磁合金。

As 砷熔点：817℃砷也能显著缩小γ相区，是一种伴生元素。

在钢中的作用与磷相似，也形成严重偏析。

但这种局部退火时由于含砷造成的偏析比含磷造成的偏析更难消除。

另外，砷还会增加回火脆性，明显减弱韧性并降低焊接性。

B 硼熔点：2300℃由于硼具有很高的中子吸收交叉断面，它被用于原子能设备控制器和屏蔽屏材料中。

在奥氏体18/8 Cr-Ni钢中加硼，通过沉淀硬化可提高屈服点和强度，但在该过程中抗腐蚀性又会降低。

硼造成的沉淀可提高高温奥氏体钢在高温段的强度性能。

对于结构钢，硼也可通过硬化提高表面硬化钢的芯部强度。

但含硼合金钢的焊接性会降低。

Be 铍熔点：1280℃铜铍合金用于制造钟表弹簧，因为它几乎不可磁化，且能耐受比钢弹簧数量更高的负荷循环。

镍铍合金很硬，耐腐蚀，用于外科仪器。

严格限制γ相区。

加铍可以沉淀硬化，但处理过程中降低了韧性。

脱氧效果显著，与硫有强大的亲合力。

C 碳熔点：3540℃碳是钢中最重要和最有影响力的合金元素。

除了碳以外，任何非合金钢在制造过程中都会无意含有其它元素，如硅、锰、磷、硫，再加入合金元素，以获得某些特性，有意增加镁和硅的含量，就形成了合金钢。

元素在钢中的作用一、常存杂质元素对钢材性能的影响钢除含碳以外，还含有少量锰(Mn)、硅(Si)、硫(S)、磷(P)、氧（O）、氮（N）和氢（H）等元素。

这些元素并非为改善钢材质量有意加入的，而是由矿石及冶炼过程中带入的，故称为杂质元素。

这些杂质对钢性能是有一定影响，为了保证钢材的质量，在国家标准中对各类钢的化学成分都作了严格的规定。

1）硫硫来源于炼钢的矿石与燃料焦炭。

它是钢中的一种有害元素。

硫以硫化铁(FeS)的形态存在于钢中，FeS和 Fe形成低熔点(985℃)化合物。

而钢材的热加工温度一般在1150～1200℃以上，所以当钢材热加工时，由于 FeS化合物的过早熔化而导致工件开裂，这种现象称为“热脆”。

含硫量愈高，热脆现象愈严重，故必须对钢中含硫量进行控制。

高级优质钢：S＜0.02%～0.03%；优质钢：S＜0.03%～0.045%；普通钢：S＜0.055%～0.7%以下。

2）磷磷是由矿石带入钢中的，一般说磷也是有害元素。

磷虽能使钢材的强度、硬度增高，但引起塑性、冲击韧性显著降低。

特别是在低温时，它使钢材显著变脆，这种现象称"冷脆"。

冷脆使钢材的冷加工及焊接性变坏，含磷愈高，冷脆性愈大，故钢中对含磷量控制较严。

高级优质钢：P＜0.025%；优质钢：P＜0.04%；普通钢：P＜0.085%。

3）锰锰是炼钢时作为脱氧剂加入钢中的。

由于锰可以与硫形成高熔点(1600℃)的 MnS，一定程度上消除了硫的有害作用。

锰具有很好的脱氧能力，能够与钢中的FeO成为MnO进入炉渣，从而改善钢的品质，特别是降低钢的脆性，提高钢的强度和硬度。

因此，锰在钢中是一种有益元素。

一般认为，钢中含锰量在0.5%～0.8%以下时，把锰看成是常存杂质。

技术条件中规定，优质碳素结构钢中，正常含锰量是0.5%～0.8%；而较高含锰量的结构钢中，其量可达0.7%～1.2%。

4）硅硅也是炼钢时作为脱氧剂而加入钢中的元素。

金属材料中S i、C、M n、S、P等元素的作用及影响1、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;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,将显着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,能显着提高铝的脱氧能力;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＜% ,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％;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；显着提高钢的弹性极限、屈服强度和屈强比σs/σb．并提高应劳强度和疲劳比σ-1/σbB、硅含量超过3 ％时显着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着低于纯铁,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％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 % ％的SiMn 或SiMnB 钢碳含量％ %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％％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2、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; 典型的例子是低碳钢、高碳钢、高碳钢力学性能变化;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1 1－14%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;形成奥低体组织,降低碳的危害在低含量范围内,对钢有很大的强化作用,提高强度、硬度和耐磨性降低钢的临界冷却速度,提高钢的淬透性高含量范围内为主要奥氏体化元素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,显着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;在适当范围内应降低碳含量4在钢中的应用A、易切削钢中常有适量的锰和磷,MnS夹杂使切屑易于碎断B、普通低合金钢中利用锰来强化铁素体和珠光体,提高钢的强度,锰含量一般为1％-2%C、渗碳和调质合金结构钢的许多系列中含有不超过2％的锰D、弹簧钢、轴承钢和工具钢中利用锰强烈提高淬透性的作用,可采用油淬和空冷的淬火工艺,减少开裂、扭曲和变形E、耐磨钢、无磁钢、不锈钢、耐热钢,包括高碳高锰耐磨铸钢C: ％%,Mn:10％-14%,中碳高锰无磁钢C: ％% , Mn:18％-19%,低碳高锰不锈钢有Cr ,无Ni或少N i,高锰耐热钢以Mn代Ni 的耐热不起皮钢,或含有Al、Mo、V等4、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;提高硫和锰的含量,可改善钢的被切削性能,在易切削钢中硫作为有益元素加入;硫在钢中偏析严重,恶化钢的质量;在高温下,降低钢的塑性,是一种有害元素,它以熔点较低的FeS的形式存在；单独存在的FeS的熔点只有1190℃ ,而在钢中与铁形成共晶体的共晶温度更低,只有988℃ ,当钢凝固时,硫化铁析集在原生晶界处;钢在1100-1200℃进行轧制时,晶界上的FeS就将熔化,大大地削弱了晶粒之间的结合力,导致钢的热脆现象;因此对硫应严加控制,一般控制在%%;为了防止因硫导致的脆性,应加入足够的锰,使其形成熔点较高的MnS;若钢中含硫量偏高,焊接时由于SO2的产生,将在焊接金属内形成气孔和疏松,5、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;磷在钢中固溶强化和冷作硬化作用强,作为合金元素加入低合金结构钢中,能提高其强度和钢的耐大气腐蚀性能,但降低其冷冲压性能;磷与硫和锰联合使用,能增加钢的被切削性能,增加加工件的表面质量,用于易切钢,所以易切钢含磷也较高;磷溶于铁素体,虽然能提高钢的强度和硬度,最大的害处是偏析严重,增加回火脆性,显着降低钢的塑性和韧性,致使钢在冷加工时容易脆裂,也即所谓”冷脆”现象;磷对焊接性也有不良影响;磷是有害元素,应严加控制,一般含量不大于%%;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;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FeCrB、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,显着提高钢的淬透性．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,效果较显着 B、显着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,显着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;但由于镍是较稀缺的资源,故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢;8、钼Mo：钼能使钢的晶粒细化,提高淬透性和热强性能,在高温时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;结构钢中加入钼,能提高机械性能; 还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性;在工具钢中可提高红性;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％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9、钛Ti：钛是钢中强脱氧剂;它能使钢的内部组织致密,细化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性;改善焊接性能;在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛,可避免晶间腐蚀;10、钒V：钒是钢的优良脱氧剂;钢中加%的钒可细化组织晶粒,提高强度和韧性;钒与碳形成的碳化物,在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力;11、钨W：钨熔点高,比重大,是贵生的合金元素;钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性;在工具钢加钨,可显着提高红硬性和热强性,作切削工具及锻模具用;12、铌Nb：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性,提高强度,但塑性和韧性有所下降;在普通低合金钢中加铌,可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力;铌可改善焊接性能;在奥氏体不锈钢中加铌,可防止晶间腐蚀现象;13、钴Co：钴是稀有的贵重金属,多用于特殊钢和合金中,如热强钢和磁性材料;14、铜Cu：武钢用大冶矿石所炼的钢,往往含有铜;铜能提高强度和韧性,特别是大气腐蚀性能;缺点是在热加工时容易产生热脆,铜含量超过%塑性显着降低;当铜含量小于%对焊接性无影响;15、铝Al：铝是钢中常用的脱氧剂;钢中加入少量的铝,可细化晶粒,提高冲击韧性,如作深冲薄板的08Al钢;铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能,铝与铬、硅合用,可显着提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力;铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能;16、硼B：钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能,提高强度;17、氮N:氮能提高钢的强度,低温韧性和焊接性,增加时效敏感性;促使钢形成奥氏体组织,可部分代替Ni的作用;1对钢的显做组织及热处理的作用A、氮和碳一样可固溶于铁,形成间隙式的固溶体B、氮扩大钢的奥氏体相区,是一种很强的形成和稳定奥氏体的元素,具效力约20 倍于镍,在-定限度内可代替一部分镍用于钢中C、渗入钢表面的氮与铬、铝、钒、钛等元素可化合成极稳定的氮化物,成为表而硬化和强化元素D、氮使高铬和高铬镍钢的组织致密坚实E、钢中残留氮量过高会导致宏观组织疏松或气孔2对钢的力学性能的作用A、氮有固溶强化作用B、含氮铁素体钢中,在快冷后的回火或在室温长时间停留时,由于析出超显微氮化物,可发生沉淀硬化过程氮也使低碳钢发生应变时效现象;在强度和硬度提高的同时,钢的韧性下降,缺口敏感性增加,氮导致钢的脆性的特件近似磷,其作用远大于磷、氮也是导致钢产生蓝脆的主要原因C、提高高铬和高铬镍钢的强度,而塑性并不降低,冲击韧性还有显着提高D、氮还能提高钢的蠕变和高温持久强度3对钢的物理、化学及工艺性能的作用A、氮对不锈钢的抗蚀性能无显着影响B、对钢的高温抗氧化性也无显着影响,氮含量过高如＞%可使抗氧化性恶化C、含氮钢冷作变形硬化率较高,采用冷变形工艺时．应予注意D、氮可降低高铬铁素体钢的晶粒长大倾向,从而改善其焊接性能4在钢中的应用A、氮作为合金元家,在钢的含量一般小于% ,特殊情况下可高达%B、主要应用于渗氮调质结构钢、普通低合金钢、不锈耐酸钢及耐热不起皮钢;氮在钢中作为合金元素的应用还在扩大18、稀土Xt：稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素;这些元素都是金属,但他们的氧化物很象“土”,所以习惯上称稀土;钢中加入稀土,可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质,从而改善了钢的各种性能,如韧性、焊接性,冷加工性能;在犁铧钢中加入稀土,可提高耐磨性;。

20crnimoa成分20CrNiMoA是一种低合金高强度钢，其主要成分为碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）、铬（Cr）、镍（Ni）、钼（Mo）以及少量的钒（V）和钛（Ti）。

下面将详细介绍每种元素在20CrNiMoA钢中的作用。

1. 碳（C）：碳是钢的主要合金元素之一，对提高钢的硬度和强度有显著影响。

适量的碳含量可以增加钢的强度和耐磨性，但过高的碳含量会降低钢的可焊性和韧性。

2. 硅（Si）：硅在钢中主要起到脱氧剂和合金元素的作用。

适量的硅含量可以提高钢的强度和韧性，同时还能改善钢的热处理性能。

3. 锰（Mn）：锰是一种强效脱氧剂，可以有效降低钢中的氧含量，并提高钢的强度和韧性。

适量的锰含量还能增加钢的硬化深度，提高钢材的耐磨性能。

4. 磷（P）：磷是一种杂质元素，过高的磷含量会降低钢的冷加工性能和韧性。

因此，在20CrNiMoA钢中，磷的含量应控制在较低范围内。

5. 硫（S）：硫是一种非金属杂质元素，过高的硫含量会引起钢的热脆性和冷脆性，降低钢的韧性和可焊性。

在生产过程中，应尽量控制硫含量。

6. 铬（Cr）：铬是一种重要的合金元素，可以提高钢的耐热性、耐蚀性和抗磨性。

适量的铬含量可以提高20CrNiMoA钢的强度和耐磨性。

7. 镍（Ni）：镍是另一种重要的合金元素，对提高钢的强度和韧性有显著影响。

适量的镍含量可以提高20CrNiMoA钢的强度、耐磨性和冲击韧性。

8. 钼（Mo）：钼是一种重要的合金元素，可以提高钢的强度、硬度和疲劳强度。

适量的钼含量可以增加20CrNiMoA钢的强度和耐磨性，并提高钢材的疲劳寿命。

9. 钒（V）：钒是一种微合金元素，对提高钢的强度和韧性有一定影响。

适量的钒含量可以提高20CrNiMoA钢的强度和冲击韧性。

10. 钛（Ti）：钛是一种微合金元素，可以细化钢的晶粒并提高钢的强度和韧性。

适量的钛含量可以改善20CrNiMoA钢的热处理性能和耐磨性。