钢的五大元素

1、碳素钢的定义及钢中五元素含碳2%以下的铁碳合金称为钢。

碳素钢中的五元素是指化学成份中的主要组成物，即 C、Si、Mn、S、P（碳、硅、锰、硫、磷）。

其次是在炼钢过程中不可避免地会混入气体，含O、H、N（氧、氢、氮）。

此外，用铝—硅脱氧镇静工艺中，必然在钢水中含有 Al，当Als（酸溶铝）≥0。

020%时，还有细化晶粒的作用。

2、钢铁是怎样炼成的？炼钢的主要任务是按所炼钢种的质量要求，调整钢中碳和合金元素含量到规定范围之内，并使P、S、H、O、N等杂质的含量降至允许限量之下。

炼钢过程实质上是一个氧化过程，炉料中过剩的碳被氧化，燃烧成CO气体逸出，其它Si、P、Mn 等氧化后进入炉渣中。

S部份进入炼渣中，部份则生成SO2排出。

当钢水成份和温度达到工艺要求后，即可出钢。

为了除去钢中过剩的氧及调整化学成份，可以添加脱氧剂和铁合金或合金元素。

3、转炉炼钢简介从鱼雷车运来的铁水经过脱硫、挡渣等处理后即可倒入转炉中作为主要炉料，另加10% 以下的废钢。

然后，向转炉内吹氧燃烧，铁水中的过量碳被氧化并放出大量热量，当探头测得达到预定的低碳含量时，即停止吹氧并出钢。

一般在钢包中需进行脱氧及调整成份操作；然后在钢液表面抛上碳化稻壳防止钢水被氧化，即可送往连铸或模铸工区。

对要求高的钢种可增加底吹氩、RH真空处理、喷粉处理（喷SI—CA粉及变性石灰）可以有效降低钢中的气体与夹杂，并有进一步降碳及降硫的作用。

在这些炉外精炼措施后还可以最终微调成份，满足优质钢材的需求。

4、初轧模铸钢锭采取热装、热送新工艺，进入均热炉加热，然后通过初轧机及钢坯连轧机轧成板坯、管坯、小方坯等初轧产品，经过切头、切尾、表面清理，（火焰清理、打磨）高品质产品则还需对初轧坯进行扒皮和探伤，检验合格后入库。

目前初轧厂的产品有初轧板坯、轧制方坯、氧气瓶用钢坯、齿轮用圆管坯、铁路车辆用车轴坯及塑模用钢等。

初轧板坯主要供应热轧厂作为原料；轧制方坯除部份外供，主要送往高速线材轧机作原料。

钢铁中的元素（除铁外）可简单分为两大类：五大元素和稀少元素。

五大元素即指碳、硅、锰、硫、磷；稀少元素主要指氮、氢、氧等气体元素和合金元素。

当然所有元素都可能影响钢料的生产、制造及其性质，元素间也可能彼此影响。

另外，某元素对某一钢种有益，但在另外一种钢种中就可能有害。

下面简要介绍下五大元素对钢性能的影响：1、碳碳是影响钢的组织和性能的主要元素。

在钢中碳主要以渗碳体的形式存在。

当钢的含碳量≤1.0％时，随着含碳量的增加，钢的强度和硬度提高，而塑性和韧性不断下降。

这是因为在以铁素体（ferrite）为基体的钢中，层片状渗碳体起着强化作用，钢中珠光体(pearlite)含量愈多，则强度和硬度愈高（张万昌，2000）。

炼钢厂所生产的极低碳钢(IF钢，Interstitial Free 钢)，是在炼钢过程中加入铌和钛元素以制约碳元素的形成，这种极低碳钢超深冲性良好，主要用于汽车工业。

在冷轧厂中最常见的卷板低碳钢为碳含量0.08％的SAE1008钢种，作为各大产业产品用钢的原料。

但是，当钢中含碳量>1.0％以后、钢中出现网状渗碳体，这时钢的硬度虽随着含碳量的增加而不断提高，却导致钢的强度下降。

钢中含碳量愈多，渗碳体网愈严重，网的厚度也越大。

所以高碳钢的性能硬而脆，仅作工具用。

2、硅硅是在钢冶炼生产过程中由原料（铁矿石、废钢铁、脱氧剂等）所带入的(王章忠，2001)，硅溶于α－Fe中形成固溶体，提高钢的强度和硬度。

所以，硅是钢中的有益元素，在钢中硅的含量<0.5％（张万昌，2000）。

但是在一般具有无氧化炉（NOF）的连续退火线的热浸镀锌厂中，所使用的低碳钢(冷轧板)，其硅成分一般为0.03％max,最好不得超过0.04％，否则钢带进入460℃左右的锌槽之后，无法取得良好的着锌状态。

3、锰锰是在钢冶炼生产过程中由原料（铁矿石、废钢铁、脱氧剂等）所带入的，锰溶于α－Fe和渗碳体中使钢的强度和硬度提高，此外锰和硫化合成MnS，可以减轻硫对钢的危害，所以锰也是钢中的有益元素（张万昌，2000）。

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。

钢铁中五大元素的作用与危害及其分析方法作者：刘张50905022010 应化2班钢铁是铁与C(碳)、Si(硅)、Mn(锰)、P(磷)、S(硫)以及少量的其他元素所组成的合金。

其中除Fe(铁)外，C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用，故统称为铁碳合金。

它是工程技术中最重要、用量最大的金属材料。

钢铁生产流程包括：矿山开采→选矿→烧结→炼铁→炼钢→连铸→轧钢等。

钢铁工业是最重要的基础工业，是其他工业发展的物质基础。

有了钢铁，就使得中国国民经济的技术改造成为可能。

同时，钢铁工业的发展也有赖于煤炭工业、采掘工业、冶金工业、动力、运输等工业部门的发展。

由于钢铁工业与其他工业的关系十分密切，因此许多国家都把发展钢铁工业放在十分重要的地位，并把这种发展与国民经济各部门的发展互相协调起来，保持正常的比例关系。

针对此块精英人才，也是目前我国最稀缺的。

五大元素是特指钢铁中的碳、硫、硅、磷、锰五种元素。

五大元素各个化学元素对钢的性能有以下的影响：1、碳(C) 碳是钢铁的主要成分之一它直接影响着钢铁的性能。

碳是区别铁与钢，决定钢号、品级的主要标志。

碳是对钢性能起决定作用的元素。

碳在钢中可作为硬化剂和加强剂，正是由于碳的存在，才能用热处理的方法来调节和改善其机械性能，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)：由原料矿石引入或脱氧及特殊需要而有意加入，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%。

三、各种合金元素对钢性能的影响目前在合金钢中常用的合金元素有：铬(Cr)，锰(Mn)，镍(Ni)，硅(Si)，硼(B)，钨(W)，钼(Mo)，钒(V)，钛(Ti)和稀土元素(Re)等。

五大元素:硅、锰、碳、磷、硫。

五大杂质元素:氧、氮、磷、硫、氢。

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。

硅可提高强度、高温疲劳强度、耐热性及耐H2S等介质的腐蚀性。

硅含量增高会降低钢的塑性和冲击韧性。

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。

锰可提高钢的强度，增加锰含量对提高低温冲击韧性有好处。

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。

五大元素分析仪主要技术参数元素分析仪技术指标钢铁中存在的锰、磷、硅、碳、硫元素是重要的也是最基本的元素，为此大家习惯称之为钢铁五大元素。

五大元素分析仪是对钢铁中存在的锰、磷、硅、碳、硫元素含量的钢铁中存在的锰、磷、硅、碳、硫元素是重要的也是最基本的元素，为此大家习惯称之为钢铁五大元素。

五大元素分析仪是对钢铁中存在的锰、磷、硅、碳、硫元素含量的检验。

按照我国现行标准GB/T5613-1995铸钢牌号表示方法和GB/T5612-1985铸铁牌号表示方法，说明五大元素是区分普通钢铁的牌号及品质，它的含量直接影响钢铁的机械性能。

钢铁及铸造企业把对产品五大元素检验作为一项重要的检验。

下面就为大家详细的介绍下五大元素分析仪。

五大元素分析仪是由南京诺金高速分析仪器厂所生产研发，属国内首创、全新的综合性分析仪器。

一台仪器可满足碳钢、高中低合金钢、不锈钢、生铸铁、灰铸铁、球墨铸铁、耐磨铸铁、合金铸铁、铸钢等材料中的C、S、Mn、P、Si、Cr、Ni、Mo、Cu、Ti、V、Al、W、Nb、Mg、稀土总量等元素含量的检测。

采用电弧燃烧炉燃烧样品，气体容量法测C，碘量法自动滴定测S;光电比色分析法测定其它元素。

五大元素分析仪主要技术参数：1、测量范围：（该仪器可检测的元素较多，现以黑色金属中碳、硫、硅、锰、磷、镍、铬、钼、钛、铜、稀土、镁为例）C：0.020～6.000 S：0.0030～2.000 Si：0.010～6.000 Mn：0.010～18.00P：0.0005～2.000 Ni：0.010～30.00 Cr：0.01～28.000 Mo：0.010～7.000Ti：0.010～5.000 Cu：0.010～8.000 ΣRE：0.010～0.500 Mg：0.010～0.2002、测量精度：符合GB/T223.69-2023 GB/T223.68-1997 GB/T223标准3、电子天平：称量范围0-100g 读数精度0.0001仪器网-专业分析仪器服务平台,实验室仪器设备交易网,仪器行业专业网络宣传媒体。

普通钢五元素分析一碳硫分析用定碳定硫仪测定二硅磷锰的分析1所需试剂硝酸(1+3) (1份硝酸+3份水)2过硫酸铵(固体)①测锰混酸：硝酸银1g溶于500ml水中，加硫酸25ml磷酸30ml，硝酸30ml，用水稀至于1升。

②钼酸铵溶液：5%③草酸溶液：5%④硫酸亚铁铵溶液：6%(每100ml溶液中滴1+1硫酸6滴)⑤钒酸铵溶液：0.25%(取钒酸铵2.5g加入500ml水加热溶解冷却，加入浓硝酸30ml用水稀至1升)操作方法称取试样和相同牌号的标样各1g，分别臵于100ml两用瓶中。

加1：3的硝酸50ml加热溶解，加固体过硫酸铵1g左右，煮沸1分钟冷却，稀至100ml两用瓶中硅的测定吸取试液和标液各2ml，分别臵于100ml两用瓶中，加(1+3)硝酸1ml，水3ml，加钼酸铵溶液(5%)5ml，在沸水溶液中加热30秒钟，流水冷却，立即加5%草酸溶液10ml，6%硫酸亚铁铵溶液10ml，在波长650mm 处用1cm比色皿进行测定，记下试样和标样的消光值E1、E21) -锰的测定分别吸取试液和标液各5ml，分别臵于50ml的两用瓶中，加测锰混酸20ml，加过硫酸铵固体1g，加热煮沸1分钟左右，冷却稀至50ml两用瓶中，在波长530nm处用1cm比色皿进行测定，记下试样和标样的消光值E2、E1E1=2) 磷的测定吸取试样和标样各20ml分别臵于两只150ml烧杯中，其中一只空白加入8ml水，另一只加入0.25%钒酸铵溶液3ml，5%钼酸铵溶液5ml，在波长470nm处用2cm比色皿进行测定。

记下试样和标样的消光值E2、E1不锈钢中九元素分析A 碳硫测定 (仪器分析)B 硅、镍、钛、磷、锰、铬。

钼测定试样溶液的制备1试剂：稀王水盐酸+硝酸 +水=1+1+12操作：称取试样和相同牌号的标样各0.1g，分别臵于100ml的两用瓶中，加入1+1+1稀王水10ml，温热溶解，注意尽量减少蒸发，冷却后稀至刻度。

(一) 钛的测定一试剂1 盐酸：1+12 抗坏血酸：4% 当天配制3 二安替比林甲烷溶液：2.5% (称取2.5克DAM溶于1+10盐酸100ml中)二操作方法吸取试液10ml两份臵于50ml两用瓶中显色液：加4%抗坏血酸5ml，放臵使Fe的黄色退尽，加1+1盐酸5ml，加DAM溶液10ml，以水稀至刻度，放臵半小时后用2cm比色皿在420nm处测定消光值，标样同时操作。