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1、元素1：H（氢）对钢铁性能的影响：H是一般钢中最有害的元素，钢中溶有氢会引起钢的氢脆、白点等缺陷。氢与氧、氮一样，在固态钢中溶解度极小，在高温时溶入钢液，冷却时来不及逸出而积聚在组织中形成高压细微气孔，使钢的塑性、韧度和疲劳强度急剧降低，严重时会造成裂纹、脆断。氢脆主要出现在马氏体钢中，在铁氧体钢中不十分突出，一般与硬度和含碳量一起增加。另一方面，H能提高钢的磁导率，但也会使矫顽力和铁损增加（加H后矫顽力可增大0.52倍）。元素2:B（硼）对钢铁性能的影响：B在钢中的主要作用是增加钢的淬透性，从而节约其他较稀贵的金属，与银、铭、铝等。为了这一目的，其含量一般规定在O.OO1%0.005%范围内
2、。它可以代替1.6%的银、0.3%的铭或0.2%的铝，以硼代铝应注意，因铝能防止或降低回火脆性，而硼却略有促进回火脆性的倾向，所以不能用硼将铝完全代替。中碳碳素钢中加硼，由于提高了淬透性，可使厚20mm以上的钢材调质后性能大为改善，因此，可用40B和40MnB钢代替40Cr,可用20Mn2TiB钢代替20CrMnTi渗碳钢。但由于硼的作用随钢中碳的含量的增加而减弱，甚至消失，在选用含硼渗碳钢时,必须考虑到零件渗碳后，渗碳层的淬透性将低于芯部的淬透性的这一特点。弹簧钢一般要求完全淬透，通常弹簧面积不大，采用含硼钢有利。对高硅弹簧钢硼的作用波动较大，不便采用。硼和氮及氧有强的亲和力，沸腾钢中加入0
3、.007%的硼，可以消除钢的时效现象。元素3:C（碳）对钢铁性能的影响：C是仅次于铁的主要元素，它直接影响钢材的强度、塑性、韧性和焊接性能等。当钢中含碳量在0.8%以下时，随着含碳量的增加，钢材的强度和硬度提高，而塑性和韧性降低；但当含碳量在1.0%以上时，随着含碳量的增加，钢材的强度反而下降。随着含碳量的增加，钢材的焊接性能变差（含碳量大于03%的钢材，可焊性显著下降），冷脆性和时效敏感性增大，耐大气锈蚀性下降。元素4:N（g1）对钢铁性能的影响：N对钢材性能的影响与碳、磷相似，随着氮含量的增加，可使钢材的强度显著提高,塑性特别是韧性也显著降低，可焊性变差，冷脆性加剧；同时增加时效倾向及冷脆
4、性和热脆性，损坏钢的焊接性能及冷弯性能。因此,应该尽量减小和限制钢中的含氮量。一般规定氮含量应不高于0.018%。氮在铝、铝、钢等元素的配合下可以减少其不利影响，改善钢材性能，可作为低合金钢的合金元素使用。有些牌号的不锈钢，适当增加N的含量，可以减少Cr的使用量，可以有效降低成本。元素5:O（氧）对钢铁性能的影响：O在钢中是有害元素。它是在炼钢过程中自然进入钢中的，尽管在炼钢末期要加入镒、硅、铁和铝进行脱氧，但不可能除尽。钢水凝固期间，溶液中氧和碳反应会生成一氧化碳，可以造成气泡。氧在钢中主要以FeO.Mn0、Sio2、AI2O3等夹杂形式存在,使钢的强度、塑性降低。尤其是对疲劳强度、冲击韧性
5、等有严重影响。氧会使硅钢中铁损增大，磁导率及磁感强度减弱，磁时效作用加剧。元素6:Mg（镁）对钢铁性能的影响：能使钢中夹杂物数量减少、尺寸减小、分布均匀、形态改善等。微量镁能改善轴承钢的碳化物尺寸及分布，含镁轴承钢的碳化物颗粒细小均匀。当镁含量为0.002%0.003%,其抗拉强度和屈服强度增加5%以上，塑性基本保持不变。元素7:Al（铝）对钢铁性能的影响：铝作为脱氧剂或合金化元素加入钢中，铝脱氧能力比硅、镒强得多。铝在钢中的主要作用是细化晶粒、固定钢中的氮，从而显著提高钢的冲击韧性，降低冷脆倾向和时效倾向性。如D级碳素结构钢要求钢中酸溶铝含量不小于0.015%,深冲压用冷轧薄钢板08AL要求
6、钢中酸溶铝含量为0.015%-0.065%o铝还可提高钢的抗腐蚀性能，特别是与铝、铜、硅、铝等元素配合使用时，效果更好。铭铝钢和铝钢中含Al可增加其耐磨性。高碳工具钢中Al的存在可使产生淬火脆性。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。元素8:Si（硅）对钢铁性能的影响：Si是炼钢过程中重要的还原剂和脱氧剂：对于碳钢中的很多材质来说，都含有05%以下的Si,这些Si一般是由于炼钢过程中作为还原剂和脱氧剂而带入的。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，较镒、镖、铭、铝、铝、钢等元素强。但含硅量超过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
7、和屈服比（sb）,以及疲劳强度和疲劳比（。-1/ob）等。这是硅或硅镒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，所以硅钢片的磁阻滞损耗较彳氐。硅能提高铁素体的导磁率，使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，从而减少了铁的磁时效作用。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。硅钢若加热时冷却较快，由于热导率低，钢的内部和外部温差较大，因而断裂。硅能降低钢
8、的焊接性能。因为与氧的结合能力硅比铁强，在焊接时容易生成低熔点的硅酸盐，增加熔渣和融化金属的流动性，引起喷溅现象，影响焊接质量。硅是良好的脱氧剂。用铝脱氧时酌情加一定量的硅，能显著提高率的脱氧性。硅在钢中本来就有一定的残存，这是由于炼铁炼钢时作为原料带入的。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。元素9:P（磷）对钢铁性能的影响：P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
9、钢：P0.025%;优质钢：P0.04%;普通钢：P0.085%P的固溶强化及冷作硬化作用很好，与铜联合使用，提高低合金高强度钢的耐大气腐蚀性能，但降低其冷冲压性能，与硫、镒联合使用，改善切削性，增加回火脆性及冷脆敏感性。磷可提高比电阻，且由于容易粗晶而可使矫顽力和涡流损失降低，于磁感而言，则在弱中磁场下磷含量高的钢磁感会提高，含P硅钢的热加工也并不困难，但由于它会使硅钢具冷脆性，含量20.15%（如冷轧电机用硅钢含P=0.070.10%）。磷是强化铁素体作用最强的元素。（P对硅钢再结晶温度和晶粒长大的影响将超过同等硅含量作用的45倍。）元素10:S（硫）硫来源于炼钢的矿石与燃料焦炭。它是钢中
10、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11501200。C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”。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。高级优质钢：S0.02%0.03%;优质钢：S0.03%0.045%;普通钢：SOO5%时，钢材有很好的切削性。元素28:Sb（睇）对钢铁性能的影响：高磁感取向硅钢中加Sb后，初次再结晶及二次再结晶晶粒尺寸细化，二次再结晶组织更为完善，磁性改善。含Sb钢在冷轧及脱碳退火后在其织构组分中,有利
11、于发展二次再结晶的组分110115）或110（001）增强，二次晶校数量增多。含Sb建筑焊接钢中，奥氏体温度下，钢中的Sb在MnS夹杂物处以及沿原奥氏体晶界处析出，增加在MnS夹杂物上富集析出，可使钢的组织得到细化并提高韧性。元素29:W（铝）钧在钢中除形成碳化物外，部分地溶入铁中形成固溶体。其作用与铝相似，按质量分数计算，一般效果不如铝显著。铸在钢中主要样图是增加回火稳定性、红硬性、热强性以及由于形成碳化物而增加的耐磨性。因此它的主要用于工具钢，如高速钢、热锻模具用钢等。铸在优质弹簧钢中形成难熔碳化物，在较高温度回火时，能缓解碳化物的聚集过程，保持较高的高温强度。铸还可以降低钢的过热敏感性、
12、增加淬透性和提高硬度。65SiMnWA弹簧钢热轧后空冷就具有很高的硬度，50mm2截面的弹簧钢在油中即能淬透，可作承受大负荷、耐热（不大于350oC）x受冲击的重要弹簧。30W4Cr2VA高强度耐热优质弹簧钢，具有大的淬透性，10501100。C淬火，550650。C回火后抗拉强度达14701666Pa.它主要用于制造在高温（不大于500）条件下使用的弹簧。由于铝的加入，能显著提高钢的耐磨性和切削性，所以，管是合金工具钢的主要元素。元素30:Pb（铅）对钢铁性能的影响：铅可以改善切削加工性。铅系易切削钢有良好的力学性能和热处理性。由于污染环境以及在废钢回收熔炼过程中的有害作用，铅有被逐渐替代的
13、趋势。铅与铁难以形成固溶体或化合物，易以球状偏聚于晶界，是钢在200480。C产生脆性及焊缝产生裂纹的根源之一。元素31:Bi（钳）对钢铁性能的影响：在易切削钢中加入0.10.4的钮、，可改善钢的切削性能。当钠均匀分散在钢中时，微粒锄与切削工具接触后熔化，起润滑剂作用，并且使切削断裂，避免过热，从而可提高切削转速。最近已大量在不锈钢中添加钠，以改善不锈钢的切削性能。Bi在易切削钢中以3种形态存在：单独存在于钢基体中、被硫化物包裹和介于钢基体与硫化物之间。S-Bi易切削钢铸锭中，MnS夹杂物的变形率随Bi含量增加而降低。钢中Bi金属在钢锭锻造过程中可起到抑制硫化物变形的作用。在铸铁中加入0.00
14、2-0.005%的钠，可改善可锻铸铁的铸造性能，增加白口倾向和缩短退火时间，零件的延伸性能变优。在球墨铸铁中加入0.005%的钠可改善其抗震性和抗拉伸性。在钢铁中添加钞存在一定难度，因为在1500。C时钮,已大量挥发，难以均匀地将锚渗到钢铁中去。目前国外用熔点1050。C的Bi-Mn合盘代替钿,作添加剂，但钠的利用率仍仅有20%左右。新日铁、浦项制铁、川崎制铁等企业先后提出加Bi可明显提高取向硅钢B8值。据统计，新日铁、JFE加Bi生产高磁感取向硅钢的发明总数已超过百项，加Bi后，磁感达到1.9OT以上，最高时达到1.99T其他元素：Re稀土对钢铁性能的影响：一般所说的稀土元素，是指元素周期表
15、中原子序数从57号至71号的铺系元素（镯、钿、错、钱、施、铉、错、乱、锹、摘、铁、银、锈、镶、错）加上21号抗和39号忆，共17个元素。他们的性质接近，不易分离。未分离的叫混合稀土，比较便宜，稀土在钢中可以脱氧，脱硫，微合金化也能改变稀土夹杂物的变形能力。尤其是在一定程度上对脆性的AI2O3起变性作用，可改善大部分钢种的疲劳性能。稀土元素像Ca.Ti、Zr.Mg、Be一样，它是硫化物最有效的变形剂。在钢中加入适量的RE能使氧化物和硫化物夹杂物变成细小分散的球状夹杂物从而消除MnS等夹杂的危害性。在生产实践中，硫在钢中以FeS,MnS形式存在，当钢中Mn高时,MnS的形成倾向就高。虽然其熔点较高能避免热脆的产生，但MnS在加工变形时能沿着加工方向延伸成带状，钢的塑性，韧性，及疲劳强度显著降低，因此钢中加入RE进行变形处理比较必须的。稀土元素也可以提高钢的抗氧化性和抗腐蚀性。抗氧化性的效果超过硅、铝、钛等元素。它能改善钢的流动性，减少非金属夹杂，使钢组织致密、纯净。稀土在钢中的作用主要有净化，变质和合金化。随着氧硫含量逐渐控制，传统的净化钢水和变质作用日益减弱，代之而起的更完善的洁净化技术和合金化作用。稀土元素在铁铭铝合金中增加合金的抗氧能力，在高温下保持钢的细晶粒，提高高温强度，因而使电热合金的寿命得到显著提高。
