1、各种元素对钢性能的影响简介碳对钢性能的影响炼钢过程中要氧化脱除多余的碳，达到规定的要求。从钢的性质看它也是重要的合金元素之一，它可增强钢的强度、硬度。在不同的热处理条件下C改变了钢中各组织的比例，使强度增加的同时略微降低韧性指标。碳能显著地改变钢的液态和凝固性质，因此冶炼时主要受它的影响。二、锰对钢性能的影响 锰的冶金作用主要是消除S的热脆倾向，改变硫化物的形态和分布以提高钢质量。钢中Mn是一种非常弱的脱氧剂，只有在碳含量非常低、O很高时才有脱氧作用，主要是协助Si、Al脱氧，提高它们的脱氧能力和脱氧量。锰可略微提高钢的强度，每 1可提高钢强度 78.5MPa（8kg/mm 2） ，并可提高钢
2、的淬透性能，它可稳b定并扩大奥氏体区，常作为合金元素制造奥氏体不锈钢（代 Ni） 、耐热钢（和N共同代 Ni） ，无磁护环钢（大电极用） 。三、硅对钢性能的影响硅是钢中最基本的脱氧剂。普通钢中含硅 0.170.37，是冶炼镇静钢的合适成分，该脱氧剂便宜，上述含量在 1450左右钢凝固时，能保证和钢中Si相平衡的氧小于和C平衡的氧，制止凝固过程中产生 CO 气泡。四、磷对钢性能的影响磷在钢中以Fe 2P形式存在，亦可用P表示。炼钢生产中造渣目的之一就是去磷。磷虽然能提高钢的强度，但随着含磷量的增加，钢的塑性和韧性降低（特别是低温冲击韧性降低） ，即出现钢的脆性现象。由于低温时更为严重，所以通常称
3、为“冷脆性” 。五、硫对钢性能的影响硫在钢中以FeS形式存在，钢中含锰高时亦有MnS存在。当钢中有其它元素存在时亦可形成其它硫化物（如ZrS、TiS、NbS、VS 等） 。硫对钢性能的不良影响主要表现在：1、使钢的热加工性能变坏 研究 Fe-FeS 体系可知，在液态时两物质能无限互溶，但FeS在固态存铁中溶解度仅为0.0150.020。钢液在凝固过程中，由于选分结晶的作用，硫在未凝固的钢水中逐渐浓聚。这种被隔离于各枝晶间的钢液最后冷却时就会析出 FeS。FeS 熔点仅为 1190，与铁形成连续的或不连续的网状组织。它们破坏了金属的完整性。当钢在热加工的加热过程中（一般加热温度为 1250135
4、0） ，只要超过 1100左右时富集于晶界处的低熔点硫化物夹杂（FeS-MnS）或 FeS-MnS-氧化物（SiO 2、FeO、MnO、Al 2O3等）会使晶粒边界处呈脆性或熔融状态，这种钢锭或钢坯在轧制或锻造中，将出现断裂，这种现象称为“热脆” 。总之，钢中硫含量增加后，使钢形成“热脆”严重影响钢的热加工性能。有些研究认为，在钢中含锰量不高时，若含硫量达0.09左右钢已不能进行热加工。而纯铁中硫0.004则“红脆区”几乎不存在。2、对钢的机械性能产生不良影响 钢中含硫量高时，硫化物夹杂增加。许多硫化物夹杂在热加工时随钢材延伸而伸长，因而使钢材横向机械性能降低即横向延伸率和断面收缩率有所下降。
5、3、焊接性能变坏 含硫钢材焊接时往往出现高温龟裂。其影响程度随钢中碳、磷的存在而加大。4、当钢中含硫量超过 0.06时，钢的耐腐蚀性能显著恶化。5、纯铁或硅钢中随着含硫量的提高，磁滞损失增加。综上所述，由于硫对绝大部分钢种是有害的，所以去硫称为炼钢的主要任务之一。六、氮对钢性能的影响氮在钢中的作用并不象氧那样有害无利，它的作用在某种程度上和碳相似，甚至碳、氮可以相互替换，象碳一样，氮在铁中形成间隙式固溶体。氮对钢性能的不良影响主要表现在：1、钢中氮含量提高后，将增加钢的时效敏感性，即含氮高的钢，在长时间放置后，性能不断变化，钢的强度和硬度升高，塑性和冲击韧性显著降低。2、钢中含氮是导致“蓝脆”
6、的主要原因。所谓“蓝脆”是指250450这个温度范围内钢的强度升高，冲击韧性降低，由于钢在这种温度下加热时，表面发蓝，因此叫做“蓝脆” 。3、钢液中含氮较高时，钢锭宏观组织疏松，甚至可能产生气泡，当气泡距钢锭表皮太近，则热轧时钢锭往往开裂而引起报废。4、钢中含氮量的增加会使钢的焊接性能变坏。氮在钢中的重要途径还在于表面硬化处理，即钢部件表面渗氮。通过渗氮，钢部件的耐磨性大为提高，抗蚀性和疲劳性能也有所改善。含铬、铌、钛、铝等元素的钢对渗氮有利，因为这些元素与氮具有较强的亲和力。七、氢对钢性能的影响钢中含氢基本上有害无利。但在一般情况下，要完全去掉钢中氢几乎是不可能的。氢在钢中的不良影响，主要表
7、现在：1、氢对钢的机械性能的影响。一般来讲，钢的塑性随含氢量增加而降低，但降低程度一方面决定于钢的成分和结构，另一方面则与试验条件有关。氢降低钢的塑性，主要表现在减少延伸率和端面收缩率。钢的“氢脆”是氢对钢的机械性能不良影响的重要表现。 “氢脆”一般说来随钢强度的增加而加剧，因此，对高强度或超高强度的钢来说，问题比较突出，高强度钢平均含氢量不到 1ppm，就可能出现“氢脆” 。 2、钢中白点。所谓钢中“白点”是指钢的试样上，在横向酸蚀面上呈现出来的放射状或不规则排列的锯齿性小裂缝，在纵向断口上呈圆形或椭圆形银亮色粗晶斑点。 “白点”这一名称即来源于此。目前尽管对白点的形成过程尚有不同看法，但一致认为，钢中氢含量过高是产生白点的基本原因。3、钢中含有较多的氢还会使钢锭产生点状偏析，以及使钢锭上涨或产生内部疏松。4、钢焊缝拉伸断口上的“鱼眼”和热影响区产生裂纹通常与含氢有关。 “鱼眼”呈银白圆斑，中心通常有一黑点，很像鱼眼，它是由于氢聚集在焊缝中央夹杂物周围而产生的。5、钢在高压氢作用下产生的裂纹。钢在高压氢作用下产生的裂纹通常是网格状，严重时还可以鼓泡，这种现象称为氢腐蚀，它与氢脆的机理不同。
