1.生铁：

生铁中除铁外，还含有碳、硅、锰、磷和硫等元素。这些元素对生铁的功能均有肯定的影响。

碳（C）：在生铁中以两种形状存在，一种是游离碳（石墨），要紧存在于锻造生铁中，另一种是化合碳（碳化铁），要紧存在于炼钢生铁中，碳化铁硬而脆，塑性低，含量恰当可升高生铁的强度和硬度，含量过量，则使生铁难于削切加工，这即是炼钢生铁切削功能差的原由。石墨很软，强度低，它的存在能补充生铁的锻造功能。

硅（Si）：能增进生铁中所含的碳分别为石墨状，能去氧，还能裁减铸件的气眼，能升高融化生铁的崎岖性，低沉铸件的紧缩量，但含硅过量，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，含锰量恰当，可升高生铁的锻造功能和削切功能，在高炉里锰还能够和无益杂质硫产生硫化锰，投入炉渣。

磷（P）：属于无益元素，但磷能够使铁水的崎岖性补充，这是由于硫减低了生铁熔点，于是在有的成品内偶尔含磷量较高。但是磷的存在又使铁补充硬脆性，优良的生铁含磷量应少，有心为了要补充崎岖性，含磷量可达1.2%。

硫（S）：在生铁中是无益元素，它增进铁与碳的联结，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.减低铁液的崎岖性，顾含硫高的生铁不适于锻造细件。锻造生铁中硫的含量章程至多不得高出0.06%（车轮生铁除外）。

2．钢：

元素在钢中的影响

常存杂质元素对钢材功能的影响

钢除含碳除外，还含有小量锰(Mn)、硅(Si)、硫(S)、磷(P)、氧（O）、氮（N）和氢（H）等元素。这些元素并非为改良钢材品质有心参加的，而是由矿石及锻炼进程中带入的，故称为杂质元素。这些杂质对钢功能是有肯定影响，为了保证钢材的品质，在国度准则中对百般钢的化学成份都做了矜重的章程。

1）硫

硫来历于炼钢的矿石与燃料焦炭。它是钢中的一种无益元素。硫以硫化铁(FeS)的形状存在于钢中，FeS和Fe产生低熔点(℃)化合物。而钢材的热加工温度通常在～℃以上，于是当钢材热加工时，由于FeS化合物的过早融化而致使工件开裂，这类形势称为“热脆”。含硫量愈高，热脆形势愈严峻，故肯定对钢中含硫量停止遏制。高档优良钢：S＜0.02%～0.03%；优良钢：S＜0.03%～0.%；普遍钢：S＜0.%～0.7%如下。

2）磷

磷是由矿石带入钢中的，通常说磷也是无益元素。磷虽能使钢材的强度、硬度增高，但引发塑性、攻击韧性显著低沉。分外是在低温时，它使钢材显著变脆，这类形势称冷脆。冷脆使钢材的冷加工及焊接性变坏，含磷愈高，冷脆性愈大，故钢中对含磷量遏制较严。高档优良钢：P＜0.%；优良钢：P＜0.04%；普遍钢：P＜0.%。

3）锰

锰是炼钢时做为脱氧剂参加钢中的。由于锰能够与硫产生高熔点(℃)的MnS，肯定水平上消除了硫的无益影响。锰具备很好的脱氧才能，能够与钢中的FeO成为MnO投入炉渣，进而改良钢的品德，分外是低沉钢的脆性，升高钢的强度和硬度。于是，锰在钢中是一种有利元素。通常以为，钢中含锰量在0.5%～0.8%如下时，把锰当做是常存杂质。本领前提中章程，优良碳素组织钢中，寻常含锰量是0.5%～0.8%；而较高含锰量的组织钢中，其量可达0.7%～1.2%。

4）硅

硅也是炼钢时做为脱氧剂而参加钢中的元素。硅与钢水中的FeO能结成密度较小的硅酸盐炉渣而被撤退，于是硅是一种有利的元素。硅在钢中溶于铁素体内使钢的强度、硬度补充，塑性、韧性低沉。沉着钢中的含硅量每每在0.1%～0.37%，沸腾钢中只含有0.03%～0.07%。由于钢中硅含量通常不高出0.5%，对钢功能影响不大。

5）氧

氧在钢中是无益元素。它是在炼钢进程中天然投入钢中的，纵然在炼钢末期要参加锰、硅、铁和铝停止脱氧，但不行能除尽。氧在钢中以FeO、MnO、SiO2、Al2O3等驳杂表面，使钢的强度、塑性低沉。尤为是对疲顿强度、攻击韧性等有严峻影响。

第4章：罕用金属材猜中百般化学成份对功能的影响2

6）氮铁素体消融氮的才能很低。当钢中溶有过饱和的氮，在安顿较长一段时候后或随后在～℃加热就会产生氮以氮化物表面的析出，并使钢的硬度、强度升高，塑性下落，产生时效。钢液中参加Al、Ti或V停止固氮解决，使氮稳固在AlN、TiN或VN中，可消除时效偏向。

7）氢

钢中溶有氢会引发钢的氢脆、白点等缺点。白点常在轧制的厚板、大锻件中发觉，在纵断面中可看到圆形或椭圆形的白色黑点；在横断面上则是细长的发丝状裂纹。锻件中有了白点，使历时会产生忽然断裂，产生意外事项。于是，化工容器用钢，不同意有白点存在。氢产生白点冷裂的要紧原由是由于高温奥氏体冷至较低温时，氢在钢中的消融度赶紧低沉。当冷却较快时，氢原子来不及分散到钢的表面而逸出，就在钢中的一些缺点处由原子状况的氢变为分子状况的氢。氢分子在不能分散的前提下在个别地域产生很大压力，这压力高出了钢的强度极限而在该处产生裂纹，即白点。

3.合金钢

合金钢中元素的影响

为了合金化而参加的合金元素，最罕用的有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒，钛，铌、硼、铝等。现别离阐述它们在钢中的影响。

1）硅

①升高钢中固溶体的强度和冷加工强硬水平使钢的韧性和塑性低沉；

②硅能显著地升高钢的弹性极限、屈就极限和屈强比；

③耐腐蚀性。硅的品质分数为15％一20％的高硅铸铁，是很好的耐酸材料。含有硅的钢在氧化氛围中加热时，表面也将产生一层SiO2薄膜，进而升高钢在高温时的抗氧化性。

瑕玷：使钢的焊接功能恶化。

2）锰

①锰能升高钢的淬透性。

②锰对提凹凸碳和中碳珠光体钢的强度有显著的影响。

③锰对钢的高温刹时强度有所升高。

瑕玷：

①含锰较高时，有较显然的回火脆性形势；

②锰有增进晶粒长大的影响，于是锰钢对过热较敏锐t在热解决工艺上肯定重视。这类瑕玷可用参加细化晶粒元素如钼、钒、钛等来克复：

③当锰的品质分数高出1％时，会使钢的焊接功能变坏

3）铬在钢中的影响

①铬可升高钢的强度和硬度。

②铬可升高钢的高温板滞功能。

③使钢具备精良的抗腐蚀性和抗氧化性

④阻挠石墨化

⑤升高淬透性。

瑕玷：

①是显著升高钢的脆性改变温度

②铬能增进钢的回火脆性。

4）镍在钢中的影响

①可升高钢的强度而不显著低沉其韧性；

②镍可低沉钢的脆性改变温度，便可升高钢的低温韧性；

③改良钢的加工性和可焊性；

④镍能够升高钢的抗腐蚀才能，不但本事酸，并且能抗碱和大气的腐蚀。

5）钼在钢中的影响

①钼对铁素体有固溶加强影响。

②升高钢热强性

③抗氢腐蚀的影响。

④升高钢的淬透性。

瑕玷：

钼的要紧不良影响是它能使低合金钼钢产生石墨化的偏向。

6）钨在钢中的影响

①升高强度

②升高钢的高温强度。

③升高钢的抗氢功能。

④是使钢具备热硬性。于是钨是高速东西钢中的要紧合金元素。

7）钒在钢中的影响

①热强性。

②钒能显著地改良普遍低碳低合金钢的焊接功能。

8）钛在钢中的影响

①钛能改良钢的热强性，升高钢的抗蠕变功能及高温长期强度；

②并能升高钢在高温高压氢气中的不乱性。使钢在高压下对氢的不乱性高达℃以上，在珠光体低合金钢中，钛可阻挠钼钢在高温下的石墨化形势。于是，钛是汽锅高温元件所用的热强钢中的紧要合金元素之一。

9）铌在钢中的影响

①铌和碳、氮、氧都有极强的结协力，并与之产生响应的极其不乱的化合物，于是能细化晶粒，低沉钢的过热敏锐性和回火脆性。

②有极好的抗氢功能。

③铌能升高钢的热强性

10）硼在钢中的影响；

①升高钢的淬透性。

②升高钢的高温强度。加强晶界的影响。

11）铝在钢中的影响

①用做炼钢时的脱氧定氮剂，细化晶粒，压制低碳钢的时效，改良钢在低温时的韧性，分外是低沉了钢的脆性改变温度；

②升高钢的抗氧化功能。曾对铁铝合金的抗氧化性停止了较多的钻研；4％AI便可改革氧化皮的组织，参加6％A1能够使钢在C如下具备抗氧化性。当铝和铬配归并历时，其抗氧化功能有更大的升高。比方，含铁50％一55％、铬30％一35％、铝10％一15％的合金，在C高温时，仍具备相当好的抗氧化性。由于铝的这一影响，频年来，常把铝做为合金元素参加耐热钢中。

③其余，铝还能升高对硫化氢和V2O5，的抗腐蚀性。

瑕玷：

①脱氧时如用铝量过量，将增进钢的石墨化偏向。

②当含铝较高时,其高温强度和韧性较低。

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