化学物质对钢材性能的影响

　　1、碳C钢中碳含量增加，屈服点和抗拉强度提高，但塑性和冲击强度下降，当碳含量超过0.23%时，焊接性能变差，因此用于焊接的低合金结构钢的含碳量通常不超过0.20%。碳含量高还会降低钢的抗大气腐蚀能力，在露天料场下的高碳钢易生锈，而碳含量高又会增加钢的冷脆性和时效敏感性。

　　2、硅Si在炼钢过程中作为还原剂和脱氧剂加入硅，因此镇静钢的硅含量为0.15~0.30%。钢中硅含量大于0.50~0.60%时，硅为合金元素。硅会显著增加钢的弹性极限屈服点和拉伸强度。因此，它广泛应用于弹簧钢。将1.0-1.2%硅加入调质结构钢中，可使强度提高15-20%。硅钼钨铬组合，具有提高耐腐蚀性能和抗氧化性能，可制得耐高温钢。硅钢为1%-4%，导磁率极高，适用于电器行业作硅钢片。硅含量的增加会降低钢的焊接性能。

　　3、锰Mn在炼钢过程中是一种良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中所含锰为0.30-0.50%。当碳含量大于0.70%时，即使在一般钢种中加入“锰钢”，也具有足够的韧性，并具有更高的强度和硬度。改善钢的淬硬性，提高其热加工性能，例如提高16Mn钢的屈服点A3为40%。钢的含锰量为11-14%，具有极好的耐磨性，适用于挖土机、球磨机衬板等。增加锰含量，削弱钢的耐蚀性，降低焊接性。

　　磷P通常是钢中的有害元素，它会增加钢的冷脆性，使其焊接性能恶化，降低塑性会使钢的冷弯性能恶化。所以一般要求钢中磷的含量小于0.045%，优质钢的含量要低一些。

　　5、硫磺在一般情况下也是有害元素之一。在锻轧过程中使钢产生热脆性，降低其延性和韧性，导致裂纹。硫磺也不利于焊接，会降低耐蚀性。因此，一般要求硫磺含量在0.055%以下，优质钢的要求小于0.040%。将0.08-0.20%的硫加入钢中，可改善其切削性能，通常称为易切削钢。

　　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。

　　7、镍(Ni)能增强钢的强度，但仍保持较好的塑性和韧性。镍对酸碱有很强的抗腐蚀能力，在高温下具有抗锈蚀、抗高温腐蚀的能力。但是，由于镍是一种稀缺资源，因此，应尽可能采用其它合金元素来替代铬钢。

　　8、钼(Mo)能使钢中的晶粒细化，改善钢中的淬透性和热强性，并在高温下保持足够的强度和抗蠕变能力(长期受高温应力作用，变形，称为蠕变)。加入钼元素，可改善结构钢的力学性能。也可抑制由于合金钢的燃烧而造成的脆性。提高工具钢的红度。

　　9、钛(Ti)钛是钢中的强脱氧元素。可使钢的内部组织致密，细化晶粒力，降低时效敏感性，减少冷脆。提高焊接性能；将合适的钛材加入18镍9奥氏体不锈钢中，可以避免晶间腐蚀。

　　钒(V)是一种优良的钢脱氧剂。加入0.5%的钒可以细化组织晶粒，提高钢的强韧性。在高温高压下，钒与碳形成的碳化物，抗氢腐蚀能力增强。

　　十一、钨(W)是贵生合金元素，熔点高，比重大。钨碳复合碳化钨的硬度高，耐磨性好。刀具钢加钨，能明显改善红硬、热强性，用于锻造刀具和锻模。

　　12.铌可细化晶粒，降低钢的过热敏感性和回火脆性，增强钢的强度，但塑性和韧性有所下降。通过添加铌，可以提高普通低合金钢对大气腐蚀和高温下氢、氮、氨等腐蚀的抵抗力。铌能提高焊接性能。添加铌到奥氏体不锈钢中，可防止晶间腐蚀。

　　13、钴(Co)钴是一种贵金属，多用于特殊金属和诸如热强钢和钴材等合金中。

　　14、铜(Cu)武钢用大冶的矿石炼钢，常含铜。铜会增加强度和韧性，尤其是在大气腐蚀中。其缺点是在热加工过程中易产生热脆性，使铜含量明显下降超过0.5%。焊接性不受铜含量低于0.50%的影响。

　　铝(Al)铝是一种常见的钢脱氧剂。钢中铝含量较少，能细化晶粒，提高冲击韧性，如作深冲板的08Al钢。铝材还具有抗氧化、抗腐蚀的性能，铝与铬、硅材合用，可明显改善高温下钢的起皮、耐高温腐蚀的能力。其缺点是影响钢的热加工、焊接及切削加工性能。

　　硼在16、(B)钢中加入微量硼，可以提高钢的致密度，改善热轧性能，增加强度。

　　17、氮(N)：氮可提高钢的强度、低温韧性和焊接性能，并可提高时效敏感性。

　　18、稀土元素(Xt)是指15个镧系元素，元素周期表原子序数为57-71。这两种元素都是金属，但是它们的氧化物很像泥土，所以通常称之为稀土。加入稀土后，可改变钢中夹杂物的组成、形态、分布及性质，改善钢的韧性、焊接性等各项性能，提高冷加工性能。稀土的加入可以改善犁铧钢的耐磨性能。