导语

钢材的性能不仅取决于其成分中的铁，还深受其中含有的各类元素的影响。元素对钢材性能的影响是多方面的，既有增强硬度、强度和耐磨性的作用，也有导致脆性、降低塑性和韧性的影响。在实际工业应用中，通过合理选择和搭配这些元素，可以获得满足特定使用要求的钢材品种。今天跟随小编来了解下各种元素对于钢材性能的影响，才能尽量在钢材的设计、生产和使用过程中，注意控制有害元素的含量以避免它们对钢材性能带来负面影响。

 

H

 

氢元素，在钢铁冶金过程中，是被视为极其有害的元素之一。  氢元素对钢材性能的主要影响是引发氢脆现象，使钢材变得脆弱，显著降低其延展性和韧性，增加断裂风险；同时，氢的扩散和聚集还可能削弱钢材的疲劳性能，导致提前失效。因此，控制氢含量和处理工艺对确保钢材性能至关重要。 

 

对钢的显微组织的作用

 

氢可以被钢中的位错、晶界、第二相颗粒等“陷阱”捕获，影响钢材的显微组织稳定性。氢陷阱会影响氢的扩散路径和速度，导致局部氢浓度升高，从而影响钢材的微观结构。

 

对钢热处理的作用

 

退火与氢渗透：在退火或其他热处理过程中，如果氢存在于钢材中，高温条件可能导致氢的进一步扩散和聚集，增加氢脆的风险。控制氢含量或采用脱氢热处理（如真空退火）可以减轻这种影响。

 

氢在焊接中的影响：在焊接过程中，氢可以通过潮湿的焊接环境或使用的焊接材料引入。焊接冷却后，残余氢可能导致焊接区的延迟裂纹或焊缝脆化。

 

对钢力学性能的作用

 

降低延展性和韧性：氢的存在通常会降低钢材的延展性和冲击韧性，特别是在低温或高应变速率条件下，这种影响更为显著。

 

影响疲劳性能：氢的扩散和聚集会促进疲劳裂纹的萌生和扩展，导致钢材疲劳寿命的降低。

 

对钢材物理化学工艺性能的作用

 

氢的扩散行为：氢在钢中的扩散速度较快，因此容易在高温加工过程（如热轧、热处理）中移动和聚集。了解氢的扩散特性有助于在生产过程中采取措施（如热处理脱氢、优化冷却速率）来减小其负面影响。

 

抗氢腐蚀：氢还可能与其他元素反应，生成氢化物，从而引起氢腐蚀。抗氢腐蚀的设计通常需要控制钢中氢含量，并通过合金元素的添加（如铬、钼等）来增强抗腐蚀性能。

 

C

 

碳元素在钢材中起着平衡强度与韧性的关键作用，合理控制碳含量是钢材设计和生产中的核心环节。含碳量越高，刚的硬度就越高，但是它的可塑性和韧性就越差，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。

 

对钢材显微组织的作用

 

碳含量决定了钢材的显微组织，如珠光体、贝氏体或马氏体的形成比例，进而影响钢材的整体性能。

 

对钢材热处理的作用

 

可淬性：碳含量高的钢材在热处理（如淬火）时，更容易形成马氏体，显著提升硬度。碳还影响钢的相变温度和淬透性，决定了钢材在热处理后的最终性能。

 

对钢材力学性能的作用

 

增强强度和硬度：碳含量增加会显著提高钢材的强度和硬度，这是因为碳原子在铁晶格中形成碳化物（如Fe3C），增强了钢材的抵抗变形能力。

降低延展性和韧性：虽然碳提高了强度和硬度，但过高的碳含量会降低钢材的延展性和韧性，使钢材更易脆断。

 

Si

 

硅元素在钢材中主要作为脱氧剂使用，能有效去除钢中的氧气，改善纯净度；同时，适量的硅能够提高钢材的强度、硬度和弹性极限，提升其耐磨性和抗氧化性，但过高的硅含量会降低钢材的塑性和韧性，影响其可加工性。因此，硅含量需要在设计时精确控制，以平衡这些性能。

 

对钢的显微组织及热处理的作用

 

1）作为钢中的合金元素,其质量分数一般不低于0.4%，以固溶体形态存在于铁素体或奥氏体中,缩小奥氏体相区；

 

2）提高退火、正火和淬火温度，在亚共析钢中提高淬透性；

 

3）硅不能形成碳化物，有强烈的促进碳的石墨化作用，在硅含量较高的中碳和高碳钢中，如不含有强碳化物形成元素，易在一定温度条件下发生石墨化；

 

4）在渗碳钢中，硅减小渗碳层厚度和碳的浓度；

 

5）硅对钢液有良好脱氧作用。

对钢的力学性能的作用

1）提高铁素体和奥氏体的硬度和强度其作用较 Mn、Ni、Cr、W、Mo、V等更强；显著提高钢的弹性极限、屈服强度和屈强比，并提高疲劳强度和疲劳比；

 

2）硅的质量分数超过3%时显著降低钢的塑性和韧性；硅提高韧脆转变温度；

 

3）硅易使钢中形成带状组织，使横向性能低于纵向性能；

 

4）改善钢的耐磨性能。

对钢的物理、化学及工艺性能的作用

 

1）降低钢的密度、热导率、电导率和电阻温度系数；

 

2）硅钢片的涡流损耗量显著低于纯铁，矫顽力、磁阻和磁滞损耗较低，磁导率和磁感强度较高。但在强磁场中，硅降低磁感强度；

 

3）提高高温时钢的抗氧化性能，但硅含量高时，表面脱碳加剧；

 

5）硅降低钢的焊接性；

在钢中的作用

 

1）在普通低合金钢中提高强度，改善局部耐蚀性，在调质钢中提高淬透性和耐回火性，是多远合金结构钢中的主要合金元素之一；

 

2）硅的质量分数为0.5%~2.8%的SiMn或SiMnB钢广泛用于高载荷弹簧材料，同时加入W、V、Mo、Nb、Cr等强碳化物形成元素；

 

3）硅钢片为硅的质量分数为1.0%~4.5%的低碳和超低碳钢，用于电机和变压器；

 

4）在不锈钢和耐蚀钢中，与Mo、W、Cr、Al、Ti、N等配合，提高耐蚀性和抗高温氧化能力；

 

5）硅含量较高的石墨钢用于冷作模具材料。

 

Mn

 

锰元素在钢材中起到增强强度和硬度的作用，同时提高钢材的淬透性和耐磨性，并有助于脱氧和去硫，改善钢材的加工性能和韧性。然而，过高的锰含量可能会降低钢材的延展性，并增加脆性。

 

对钢的显微组织及热处理的作用

 

1）锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，工业用钢中一般均含有一定量的锰；

 

2）锰股溶于铁素体和奥氏体中，扩大奥氏体区，使临界温度A4点升高，A3点降低，（α和γ）区下移，当锰的质量分数超过12%时，上临界点降至室温以下，使钢在室温时形成单一奥氏体组织。在降低共析温度时，使共析体中的碳含量减少；

 

3）锰剧烈降低钢的Ar1和马氏体转变温度（其作用仅次于碳）和钢中相变的速率，提高钢的淬透性，增加残留奥氏体含量

 

4）使钢的调质组织均匀、细化，变了渗碳层中碳化物的聚集成块，但增大了高的过热敏感性和回火脆性倾向；

 

5）锰是弱碳化物形成元素。

对钢的力学性能的作用

1）锰强化铁素体或奥氏体的作用不及碳、磷、硅，在增加强度的同时，对延展性无影响；

 

2）锰可细化珠光体，显著提高低碳和中碳珠光体钢的强度，使延展性有所降低；

 

3）通过提高淬透性而提高了调质处理索氏体钢的力学性能；

 

4）在严格控制热处理工艺、避免过热时的晶粒长大以及回火脆性的前提下，锰不会降低钢的韧性。

 

对钢的物理、化学及工艺性能的作用

 

1）随锰含量的增加，钢的热导率急剧下降，线膨胀系数上升，使快读加热或冷却时形成较大内应力，工件开裂清晰增大；

 

2）使钢额电导率急剧下降，电阻率相应增大，电阻温度系数下降；

 

3）使矫顽力增大，饱和磁感、剩余磁感和磁导率均下降，因而锰对永磁合金有利，对软磁合金有害；

 

4）锰含量很高时，钢的抗氧化性能降低；

 

5）使钢中的硫形成较高熔点的MnS，避免了境界上的FeS薄膜，消除钢的热脆性，改善热加工性能；

 

6）高锰奥氏体钢的变形阻力较大，且钢锭柱状结晶明显，锻轧时较易开裂；

 

7）由于提高了淬透性和降低了马氏体转变温度，对焊接性能有不利影响。在适当范围内降低碳含量。

 

8）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。

 

在钢中的优点

 

1）易切削钢中常有适量的锰和磷，MnS夹杂物使切屑易于脆断；

 

2）普通低合金钢中利用锰来强化铁素体和珠光体，提高钢的强度，锰的质量分数一般为1%~2%；

 

3）渗碳和调质合金结构钢额许多系列中含量质量分数不超过2%的锰；

 

4）弹簧钢、轴承钢和工具钢中利用锰强烈提高淬透性的作用，可采用油淬和空冷的淬火工艺，减少开裂、扭曲和变形；

 

5）耐磨钢、无磁钢、不锈钢、耐热钢，包括高碳高锰耐磨铸钢（锰的质量分数10%~14%），中碳高锰无磁钢（锰的质量分数为18%~19%），高锰耐热钢（以Mn代替Ni的耐热钢，或含有Al、Mo、V等）。

 

6）作为炼钢的脱氧剂用，因为一般钢中均含Mn，其量≤0.7%。

 

7）Mn和S作用抵消S对铁的红脆影响。

 

在钢中的缺点

 

1）含锰较高时，有较明显的回火脆性现象;2）锰有促进晶粒长大的作用，因此锰钢对过热较敏感t在热处理工艺上必须注意。这种缺点可用加入细化品粒元素如钼、钒、钛等来克服:3）当锰的质量分数超过1%时，会使钢的焊接性能变坏，4）锰会使钢的耐锈蚀性能降低。

 

B

 

硼元素在钢材中以微量添加即可显著提高钢材的淬透性，使钢材在淬火过程中形成更均匀的硬化层，从而增强强度和硬度。通过添加少量硼，可以减少其他昂贵合金元素（如镍、铬）的使用，同时仍能达到相似的淬透性效果，从而降低成本。同时，硼还能提升钢材的抗蠕变性，但过量的硼可能导致钢材的脆性增加。

 

对钢的显微组织及热处理的作用

 

显微组织影响：硼元素能够显著提高钢材的淬透性，即在淬火过程中使奥氏体转变为马氏体的能力增强。硼原子在奥氏体晶界处形成覆盖层，抑制了铁素体和珠光体的形成，从而促进了马氏体的生成。

 

热处理影响：由于硼的存在，在低合金钢中，即使碳含量较低，经过淬火处理后也能获得较高的硬度和强度，这使得硼钢具有优良的机械性能，适用于制造需要高强度和耐磨性的零件。

 

N

 

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%。

 

对钢的显微组织及热处理的作用

 

固溶强化：氮元素能溶解在钢的晶格中，起到固溶强化的作用，增加钢材的强度和硬度。

 

氮化物形成：氮易与铁、铬、钒等元素形成氮化物，这些细小的氮化物颗粒可以在钢材中均匀分布，有效提高钢的强度、硬度和耐磨性，同时抑制晶粒长大，细化显微组织。

 

氮对淬透性的影响：氮增加钢材的淬透性，特别是在低碳氮化钢中，氮可以提高钢材在淬火过程中的硬化能力，形成更加均匀且细密的马氏体组织。

 

氮化处理：氮元素在氮化处理过程中形成表层氮化物层，显著提高表面硬度、耐磨性和抗腐蚀性，使其适用于需要高表面性能的应用。

 

对钢的力学性能的作用

 

增强强度和硬度：氮元素在钢中与铁形成氮化物（如氮化铁），增加了钢材的强度和硬度。这种增强作用尤其在高强度钢和耐磨钢中显著。

 

提高疲劳强度：氮化物的形成有助于提升钢材的疲劳强度，增加其抗疲劳破坏的能力。

 

改善耐磨性：氮元素的加入可以提高钢材的耐磨性，使其在高磨损条件下表现更好。

 

影响塑性和韧性：氮元素的过量可能导致钢材的脆性增加，降低其延展性和韧性，特别是在低温条件下更为明显。

 

O

 

对钢的作用

 

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锰、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、MnO、SiO2、Al2O3等夹杂形式存在，使钢的强度、塑性降低。尤其是对疲劳强度、冲击韧性等有严重影响。

 

P

 

磷（P）元素在钢材中的存在通常会降低其韧性和延展性，增加脆性，特别是在低温条件下。磷会导致钢材的显微组织不均匀，使其更容易发生脆性断裂，从而降低整体机械性能。

 

对钢的显微组织及热处理的作用

 

形成珠光体：磷元素的存在会促进珠光体的形成。珠光体是由铁素体和渗碳体（Fe₃C）交替排列的组织，其硬度和强度较高，但延展性和韧性较差。

 

影响晶界：磷在钢中容易偏析，尤其是在晶界处。磷的偏析会导致晶界脆化，使得钢材在高温或受力情况下容易发生裂纹。

 

增加脆性：磷的含量增加会显著降低钢材的韧性，使钢材在低温下表现出更高的脆性。磷使得钢材的晶界脆化，影响其抗裂性能。

 

影响可淬性：磷的存在会降低钢材的可淬性。磷与碳结合可能影响碳化物的形成，改变钢材的淬火特性。

 

降低钢材的退火效果：在退火过程中，磷会增加钢材的退火硬度，并可能影响其退火后的组织稳定性。退火温度和时间的选择需要考虑磷的含量，以避免因磷偏析导致的组织不均匀。

 

影响冷却速度：磷含量增加可能使钢材在冷却过程中更易产生冷裂纹，因为磷使钢材在冷却过程中变得更加脆弱。

 

对钢的力学性能的作用

脆性增强：磷的存在会导致钢材的脆性增加，尤其在低温下，磷会使钢材的延展性和韧性显著降低，增加断裂的风险。

 

冲击性能：高磷含量的钢材在冲击载荷下更容易发生脆性断裂，因此磷的增加会降低钢材的冲击韧性，特别是在低温条件下表现尤为明显。

 

低温脆性：磷的存在会显著提升钢材在低温下的冷脆性，使得钢材在低温环境下更加容易发生脆性断裂。

 

焊接问题：高磷钢材在焊接过程中容易出现焊接裂纹和冷裂纹，降低焊接接头的强度和可靠性。

 

S

 

硫元素（S）在钢材中通常会形成硫化物夹杂物，这些夹杂物会显著降低钢材的塑性和韧性。硫的存在会导致钢材在冷却过程中形成脆性裂纹，特别是在低温下，影响钢材的力学性能。此外，硫会影响钢的可焊性，增加焊接过程中裂纹的风险。

 

对钢的显微组织及热处理的作用

 

硫化物的形成：硫在钢中与铁结合，形成硫化物（如铁硫化物FeS）。这些硫化物在钢的显微组织中表现为颗粒状或条状的夹杂物，通常分布在晶粒界面或晶粒内部。

 

晶粒界面强化：硫化物会在钢材的晶粒界面处聚集，形成所谓的“硫化物带”或“硫化物网”，这会导致钢的晶粒边界处的强度和硬度提高。

 

内应力和裂纹倾向：硫化物夹杂物的存在可能会引起内应力集中，并导致局部的脆性。尤其是在热处理和冷却过程中，硫化物的存在可能会引发裂纹或使得裂纹容易扩展。

 

热处理过程中硫化物的稳定性：在钢材的热处理过程中（如退火、正火等），硫化物的稳定性会影响钢材的最终显微组织。高温下，硫化物可能会重新分布或与其他夹杂物反应，改变钢材的显微结构。

 

影响相变和硬度：硫元素会影响钢的相变行为。在加热和冷却过程中，硫化物的存在可能会影响奥氏体的转变、珠光体的形成以及其他相变过程，从而影响钢的硬度和机械性能。

 

影响焊接性能：在焊接过程中，硫化物可能会导致焊接区的焊缝裂纹或焊接热影响区的性能下降。焊接过程中高温可能导致硫化物熔化或形成液相，增加焊接缺陷的风险。

 

对钢的力学性能的作用

 

脆性增加：硫的存在会导致钢材的韧性显著降低。硫通常会形成硫化物（如FeS），这些硫化物在钢材的晶粒内部或晶界处分布，形成脆性相，从而使钢材在低温条件下变得更加脆性，容易发生脆性断裂。

 

应变硬化：硫化物的存在还会引起应变硬化效应，使钢材在拉伸或冲击载荷下更容易发生裂纹和断裂。

 

断裂韧性：硫化物在钢材中形成的内应力会导致材料的断裂韧性降低，尤其在高应力条件下，钢材更容易出现断裂。

 

延展性损失：硫化物的存在使得钢材在塑性变形过程中容易形成裂纹，进而降低延展性，导致钢材的成形性和加工性变差。

 

K/Na

 

钾（K）和钠（Na）元素在钢材中通常以微量元素存在，它们的影响虽然不如其他主要合金元素（如铬、镍等）显著，但在某些情况下，这些元素的存在也可能对钢材的性能产生一定影响。

 

在钢中的作用

 

钾/钠可作为变质剂使白口铁中碳化物团球化，使白口铁（以及莱氏体钢）)在保持原有硬度的条件下, 韧性提高二倍以上；使球墨铸铁的组织细化、蠕铁的处理过程稳定化；是强烈的促进奥氏体化的元素，例如，它可使奥氏体锰钢的锰/碳比从10:1~13:1降至4:1~5:1。

 

V

 

钒（V）元素在钢材中具有显著的强化作用，主要通过细化晶粒、形成碳化物或氮化物来提升钢材的强度和硬度。钒可以抑制钢的晶粒长大，从而提高其冲击韧性和耐磨性。此外，钒还增强了钢材的高温强度和抗氧化性，使其在高温环境下保持优异的性能。这使得钒合金钢广泛应用于制造高强度结构件、工具钢和耐磨部件。

 

对钢的显微组织及热处理的作用

 

1）V和Fe形成连续的固溶体，强烈地缩小奥氏体相区；

 

2）钒和碳、氮、氧都有极强的亲和力，在钢中主要以碳化物或氮化物、氧化物的形态存在；

 

3）通过控制奥氏体化温度来改变钒在奥氏体中的含量和未溶碳化物的数量以及钢的实际晶粒度，可以调节钢的淬透性；

 

4）由于钒形成稳定难熔的碳化物，使钢在较高温度时仍保持细晶组织，大大降低钢的过热敏感性。

对钢的力学性能的作用

1）少量的钒使钢晶粒细化，韧性增大，对低温钢尤为有利；

 

2）钒量较高导致聚集的碳化物出现时，会降低强度；碳化物在晶内析出会降低室温韧性；

 

3）适当的处理使碳化物弥散析出时，钒可提高钢的高温持久强度和蠕变抗力；

 

4）钒的碳化物是金属碳化物中最硬和最耐磨的。弥散分布的钒碳化物提高工具钢的硬度和耐磨性。

在钢中的作用

 

能细化钢的晶粒组织，提高钢的强度，韧性和耐磨性.当它在高温熔入奥氏体时，可增加钢的淬透性;反当它在碳化物形态存在时，就会降低它的淬透性.

 

钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。

 

钒可以无限量固溶入铁中，并阻止沃斯田铁品粒的成长，钒在钢中有脱酸除氧之能力，故含钒之钢其断面结晶密实，此外钒的作用还有:能提高淬火温度。改善硬化能，高温淬火加热时，能防止其品粒生长。

 

固溶于奥氏体中可提高钢的淬透性，但化合状态存在的钒，会降低钢的淬透性，增加钢的回火稳定性，并有很强的二次硬化作用，固溶于铁素体中有极强的固溶强化作用。细化品粒以提高低温冲击韧性，碳化钒是最硬耐磨性最好的金属碳化物，明显提高工具钢的寿命，提高钢的蠕变和持久强度，钒、碳含量比超过5.7时，可大大提高钢抗高温高压氢腐蚀的能力，但会稍微降低高温抗氧化性;

 

Ti

 

钛（Ti）元素在钢材中起着重要的作用，主要通过形成碳化钛（TiC）和氮化钛（TiN）等稳定化合物来细化晶粒，从而提高钢材的强度、硬度和韧性。此外，钛还能够显著提高钢材的耐腐蚀性能，特别是在不锈钢中，钛可以有效防止晶间腐蚀。钛的存在还能减少钢中有害元素（如硫和磷）的影响，改善钢材的焊接性和加工性能。因此，钛常被用作细晶强化元素和稳定化元素，在高强度低合金钢、不锈钢和工具钢等钢种中广泛应用。

 

对钢的显微组织及热处理的作用

 

1）钛和氮、氧、碳都有极强的亲和力，是一种良好的脱氧去气剂和固定氮和碳的有效元素；

 

2）钛和碳的化合物结合力极强，稳定性高，只有加热到1000℃以上才会缓慢溶入铁的固溶体中。TiC微粒有阻止钢晶粒长大粗化的作用，使粗化温度提高至1000℃以上；

 

3）钛是强铁素体形成元素之一，使奥氏体相区缩小，强烈提高A1、A3；固溶态的钛提高钢的淬透性，而以TiC微粒存在时则降低钢的淬透性；

 

4）当钛含量达到一定值时，由于钛铁化合物的弥散析出，可产生沉淀硬化作用。

 

对钢的力学性能的作用

 

1）当钛以固溶态存在于铁素体之中时，其强化作用高于Al、Mn、Ni、Mo等，次于Be、P、Cu、Si；

 

2）钛对钢力学性能的影响取决于其存在形态和Ti与C质量比以及热处理制度。微量的钛使屈服强度有所提高，但当Ti与C质量比超过4时，其强度和韧性急剧下降。过高的加热温度（>1000℃）进行正火或淬火，虽可使强度提高50%，但剧烈降低塑性及韧性；

 

3）钛对钢的韧性，特别是低温冲击韧性少有改善作用；

 

4）钛能改善碳素钢和合金钢额热强性，提高其持久强度和蠕变抗力。

 

对钢的物理、化学及工艺性能的作用

 

1）提高钢在高温、高压氢气中的稳定性；

 

2）提高不锈耐酸钢的耐蚀性，特别是对晶间腐蚀的抗力，原因是防止铬碳化物在晶界析出而导致的贫铬；

 

3）低碳钢中，当Ti与C质量比达到4.5以上时，由于氧、氮、碳全部被固定，具有很好的应力腐蚀和碱脆抗力；

 

4）在铬的质量分数为4%~6%的钢中加入钛，能提高再高温时的抗氧化性；

 

5）钢中加入钛可促进淡化层的形成和较迅速获得所需的表面硬度，成为“快速氮化钢”；

 

6）改善低碳锰钢和高合金不锈钢的焊接性。

 

在钢中的作用

 

1）钛的质量分数超过0.025%时，可作为合金元素考虑；

 

2）钛作为合金元素在普通低合金钢、合金结构钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热钢、永磁钢、永磁合金及铸钢中均已得到应用；

 

3）钛越来越多地被应用于各种先进材料，称为重要的战略物质。

 

在钢的不良影响

 

1)含Ti钢，特别是低碳之Ti钢，往往因其钢液粘度较大，而使其中非金属加杂，不易分离浮出应一致，在防止造成缺陷应注意。可在冶炼时注意高温操作和钢液的脱氧。

 

2)淬火钛钢硬度随含Ti量增加而降低。因为TiC非常稳定，甚至加热到1300℃都不能溶入到固溶体而减少了合金固溶体中的碳浓度的缘故。

 

3)钛与N、0有很大的亲和力而极易成形TiN和Ti02，钢锭在较低温度时，就形成了较多的非金属夹杂和皮下多孔等缺陷

 

4)Ti也是铁素体形成元素，所以其含量较多(>2%)就易生成铁素体8相或其它脆性相而使韧性降低。

 

5)同V一样，含Ti达0.05%时就将使硅钢矫顽力降低，这可能是脱氧的作用，它对硅钢还会促进其二次再结品，这倒可得粗晶而改善磁性。

 

Zr

 

锆（Zr）元素在钢材中的应用虽然较为少见，但在某些特定情况下，添加锆可以显著改善钢材的性能。锆元素在钢中主要起到细化晶粒的作用，通过形成稳定的碳化物、氮化物或氧化物夹杂物，锆能够抑制晶粒的长大，从而提高钢材的强度和韧性。此外，锆还可以增强钢材的抗腐蚀性能，特别是在高温和腐蚀性环境中使用的钢种中。锆的加入还可以改善钢材的焊接性能和高温抗氧化性，使其在航空航天、核工业和高温应用领域中具有更广泛的应用前景。

 

对钢的显微组织及热处理的作用

 

1）锆是高熔点的稀有金属，是碳化物形成元素，在炼钢过程中是强力的脱氧和脱氮元素，并有脱氢及脱硫的作用；

 

2）锆能细化钢的奥氏体晶粒；

 

3）固溶于奥氏体中锆提高钢的淬透性；但若较多地以ZrC形态存在，则降低淬透性。

 

对钢的力学性能的作用

 

1）锆降低钢的应变时效倾向和回火脆性；

 

2）在改善低合金钢的低温脆性方面的作用，锆强于钒；

 

3）锆能减轻钢的蓝脆倾向；

 

对钢的物理、化学及工艺性能的作用

 

1）低碳镍铬不锈钢中加入少量的锆可防止晶间腐蚀；

 

2）锆与硫形成硫化物，可有效防止钢的热脆；含铜钢中加入锆，可显著减轻龟裂倾向；

 

3）高显著提高高碳工具钢和高速钢的切削寿命；

 

4）锆能改善钢的焊接性。

 

在钢中的作用

 

1）锆产量稀少，价格昂贵，在钢中的溶解度很小，在普通钢中很少使用，而主要用于特殊用途的钢和合金中。

 

2）锆在核反应堆材料及特殊耐蚀设备方面有重要应用，以锆为基可形成大块非晶材料。

Mo

 

钼（Mo）元素在钢材中起着重要的作用，主要用于提高钢的强度、硬度和耐磨性。它通过细化晶粒和抑制晶界的脆化，改善钢材的韧性和抗冲击性能。此外，钼还增强钢的耐腐蚀性，特别是在高温和酸性环境下，广泛应用于不锈钢和耐热钢的生产。钼还能提高钢的淬透性，使钢在热处理过程中获得更优异的性能，是制造高强度低合金钢、工具钢及不锈钢的重要合金元素。

 

对钢的作用

 

1、可明显的提高钢的淬透性和热强性，防止回火脆性，提高剩磁和娇顽力；

 

2、钼能使钢的品粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力，发生变形，称蠕变)。结构钢中加入钼，能提高机械性能。还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。

 

3、钼可增加钢之最大强度及硬度，因此在合金钢中也颇为重要。

 

a.能改善钢在高温之抗拉及潜变强度。

 

b.在工作红热情况下，能使钢之硬度保持不变。

 

c.高速工具钢含钼，可予以较佳之切割性能。

 

d.合金钢中加入钼可去除回火脆性。

 

4、提高钢的淬透性，含量0.5%时，能降低回火脆性，有二次硬化作用。提高热强性和蠕变强度，含量2%~3%时，提高抗有机酸及还原性介质腐蚀能力;

 

对钢的不良影响

 

1)有挥发性，在加热时，会生成褐色烟气(氧化钼)发生蒸发。

 

2)促进脱碳，所以为防止脱碳其淬火温度应较一般降低10~20℃，阻碍石墨化。

 

3)Mo是铁素体形成元素，所以为了得到奥氏体，应相应多加Ni、Mn等奥氏体形成元素。否则当Mo含量较多时就易出现铁素体8相或其它脆性相而使韧性降低。

 

4)Mo降低钢导热率的作用同W，但Mo可防止过热。

 

5)Mo钢比碳钢变形抗力高。

 

Al

 

铝（Al）元素在钢材中主要作为脱氧剂和细化晶粒的元素使用。铝能够有效去除钢液中的氧，提高钢材的纯净度。同时，铝还可以细化钢材的晶粒结构，增强钢的强度和韧性。此外，铝与氮形成的AlN析出相能够抑制晶粒长大，从而提高钢材的高温强度和耐蠕变性能。然而，铝的过量添加可能导致生成脆性相，影响钢材的延展性和焊接性能。因此，在钢材生产中需要精确控制铝的含量，以平衡其正面和负面影响。

 

对钢的显微组织及热处理的作用

 

1、能细化钢的晶粒组织，阻抑低碳钢的时效.提高钢在低温下的韧性，还能提高钢的抗氧化性，提高钢的耐磨性和疲劳强度等.

 

2、铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化品粒，提高冲击韧性，如作深冲薄板的08AI钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，铝与铬、硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。

 

3、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。

 

(1)用作炼钢时的脱氧定氮剂，细化晶粒，抑制低碳钢的时效，改善钢在低温时的韧性，特别是降低了钢的脆性转变温度;

 

(2)提高钢的抗氧化性能。曾对铁铝合金的抗氧化性进行了较多的研究:4%AI即可改变氧化皮的结构，加入6%Al可使钢在980℃以下具有抗氧化性。当铝和铬配合并用时，其抗氧化性能有更大的提高。由于铝的这一作用，近年来，常把铝作为合金元素加入耐热钢中。

 

(3)铝还能提高对硫化氢和V205，的抗腐蚀性。

 

对钢的不良影响

 

①促进钢的石墨化，减少合金相中的碳溶浓度，所以硬度、强度降低。

 

②加速脱碳

 

当AI含量增加至3~5%时，8~9%将会大大地促进钢锭的柱状结晶过程。因此而大大增加钢的机械热加工的困难，也使钢极易脱碳。(其热加工之所以困难是因为该合金钢锭具有粗品结构，且其品体的解理极弱，所以导热性低，加热时容易出现大的温度差而锻裂，甚至钢锭的去皮加工都会使其晶界氧化而破坏。此外，它在800℃以上的高温长时间停置也极易变脆。

 

Cu

 

铜（Cu）元素在钢材中主要起到提高耐腐蚀性的作用。铜的加入能够显著增强钢材在大气环境中的耐腐蚀性能，特别是提高耐候钢的抗锈蚀能力。此外，适量的铜可以提升钢材的强度和硬度，而不会显著降低其延展性和韧性。不过，当铜含量较高时，可能会导致钢材在高温加工过程中出现热脆现象，从而影响钢材的热加工性能。因此，在钢材中添加铜时需要平衡其对耐腐蚀性和加工性能的影响。

 

对钢的的作用

 

1、它的突出作用是改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能，特别是和磷配合使用时更为明显；

 

2、铜能提高强度和韧性，特别是大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆，铜含量超过0.5%塑性显著降低。当铜含量小于0.50%对焊接性无影响;

 

3、合金钢中铜之含量不可以超过1.5%，否则会使钢变脆：a.铜在钢中有抵抗大气腐蚀之性能。低碳钢内含铜1%，其抵抗大气腐蚀性约较不含铜者高出四倍。在不锈钢中加铜 3-4%，亦有助不锈钢之防蚀作用；

 

b.可以增加钢的强度，但不宜超过0.2%。

 

4、含量低时，作用和镍相似，含量较高时，对热变形加工不利，如超过0.30%时，在热变形加工时导致高温铜脆现象，含量高于0，75%时，经固溶处理和时效后可产生时效强化作用。在低碳合金钢中，特别是与磷同时存在。可提高钢的抗大气腐蚀性，2%一3%的铜在不锈钢中可提高对硫酸、磷酸及盐酸等的抗腐蚀性及对应力腐蚀的稳定性。

 

对钢的的不良影响

 

1)含Cu量较高时将导致钢具热脆性，而使热锻轧加工困难。

 

2)含Cu过多会使矫顽力和磁滞损失增加，于钢不利。

 

3)“铜脆"当Cu>0.2%时，加热过程由于表面发生选择性氧化，使Fe先Cu而发生氧化，而表层Cu含量即相对增加形成一层薄膜，然后向扩散形成含Cu网络，在1030℃即容易锻裂。适量加Ni可生成熔点较高的Cu-Ni固溶体，可降低“铜脆”。

 

综合来说，含Cu<0.7%会溶于a-Fe中，促使碳不氧化，对磁性无大影响。含Cu=0.5%时，防锈能力可提高15倍;含Cu>0.7%时将出现不均匀混合物，而使矫顽力和磁滞损失增加，并使铜变脆。

 

Nb/Ta

 

对钢的显微组织及热处理的作用

 

1）Nb、Ta均为难熔的稀有金属元素，在元素周期表中与V同族，其在钢中的作用与V、Ti、Zr类似，和碳、氮、氧都有很强的亲和力，形成极为稳定的化合物；

 

2）Nb、Ta在钢中的主要作用是细化晶粒，提高晶粒粗化温度；

 

3）Nb、Ta以固溶态存在时，提高钢的淬透性和淬火后的耐回火性；以碳化物存在时，则降低淬透性。

 

对钢的力学性能的作用

 

1）钢中加入质量分数为0.005%~0.05%Nb能提高屈服强度和冲击韧性，降低其韧脆转变温度；

 

2）在铬的质量分数低于16%的低碳马氏体耐热不锈钢中加入铌，可以降低其空冷硬化性，避免回火脆性，提高蠕变强度，降低蠕变速率。

 

对钢的物理、化学及工艺性能的作用

 

1）改善奥氏体型不锈钢抗晶间腐蚀的性能；在高铬铁素体钢中，改善高温不起皮性和抗浓硝酸侵蚀的性能；

 

2）在奥氏体型无磁钢中，加入铌和采用沉淀强化热处理，可有效提高其屈服强度而不损害其磁性能；

 

3）在低碳普通合金钢和高铬马氏体钢中加入铌可改变焊接性；在Cr18Ni8钢中加入铌后，其冷作硬化率较大，冷边形较困难，焊接性能也较差。

 

在钢中的作用

 

1）加入少量铌应用于：建筑用低碳普通合金钢、渗碳及调质合金钢、高铬耐热不锈钢、奥氏体不锈耐热钢、无磁钢等；

 

2）Nb、Ta资源在我国较为丰富，但在世界范围内储量很少，且有其它重要用途。

 

W

 

钨（W）元素对钢材的影响主要体现在提高钢材的硬度、耐磨性和高温强度。钨能够形成稳定的碳化物（如WC），这些碳化物在钢的显微组织中起到强化作用，从而显著提升钢材的硬度和耐磨性能。此外，钨还可以提高钢材的高温稳定性，使其在高温条件下保持较高的强度和硬度。因此，钨通常用于工具钢和高速钢中，赋予这些钢种卓越的切削性能和耐高温能力。

 

对钢的显微组织及热处理的作用

 

1）钨是难熔金属，在钢中的行为与Mo类似，即缩小奥氏体相区。并是强碳化物形成元素，部分地溶于铁中；

 

2）钨对钢的淬透性的作用不如Mo和Cr，当以W的特殊碳化物存在时，则降低钢的淬透性和淬硬性；

 

3）钨的特殊碳化物阻止钢晶粒的长大，降低钢的热敏感性；

 

4）钨显著提高钢的耐回火性；

 

对钢的力学性能的作用

 

1）钨提高了耐回火性，其碳化物十分剪影，因而提高了钢的耐磨性，还使钢具有一定的热硬性；

 

2）提高钢在高温时的蠕变抗力，其作用不如钼强

 

对钢的物理、化学及工艺性能的作用

 

1）钨显著提高钢的密度，强烈降低钢的热导率；

 

2）显著提高钢矫顽力和剩余磁感；

 

3）钨对钢的耐蚀性和高温抗氧化性无有利作用，含钨钢在高温时的耐热性显著下降，但钨能提高钢的抗氢作用的稳定性；

 

4）含钨的高速钢塑性低，变形抗力高，热加工性能较差；

 

5）高合金钨钢在铸态中存在易熔相的偏析，锻造温度不能高，并应防止高碳钨钢中由于碳的石墨化造成墨色断口缺陷。

 

在钢中的不良影响

 

1)增加脱碳(碳化物稳定)阻止石墨化。

 

2)W是强碳化物元素，应防止碳化物不均影响性能而成废品(可增加镦拔数及正火处理纠正)。

 

3)含W>9%时硬度显著提高，而6、ψ显著降低。

 

4)W使钢导热率降低，含W>10%其导热率只有纯铁的0.7倍。

 

5)含W增加，可锻温度范围降低。

 

Be

 

对钢的显微组织及热处理的作用

 

1）Be是稀有轻金属元素，和氧及硫都有极强的亲和力，在炼钢中是立项的脱氧去硫剂；

 

2）Be在钢中缩小奥氏体相区，以固溶态存在的Be增加钢的淬透性；

 

3）Be与Fe能形成金属间化合物，与碳形成特殊碳化物，成分配制和处理恰当时，能产生极强的沉淀强化作用。

 

对钢的力学性能的作用

 

1）对铁素体有很强的固溶强化作用；

 

2）Be可改善钢的高温强度及抗蠕变性能。

 

对钢的物理、化学及工艺性能的作用

 

1）在因瓦而今和恒弹性合金中加入质量分数为0.5%~1.0%的Be并调整其它成分可改善性能；

 

2）Be的某些化合物对人体有害，在冶炼时应采取足够防护措施。

 

在钢中的作用

 

1）由于Be属于稀有元素，价格昂贵，在一般合金钢中较少使用；

 

2）主要用于原子能工业及军工中的某些特殊用途钢和合金。

 

RE

 

对钢的显微组织及热处理的作用

 

1）稀土元素化学性质活泼，在钢中与硫、氧、氢等化合，是很好的脱硫剂和去气剂，能消除砷、锑、铋等元素的有害作用，改变钢中夹杂物的形态和分布，起到净化作用，改善钢的质量；

 

2）稀土元素在铁中的溶解度很低，不超过0.5%；

 

3）除镧和铁不能形成中间化合物外，所有其它已研究过的稀土元素都和铁形成中间化合物。

 

对钢的力学性能的作用

 

1）提高钢的塑性和冲击韧度，特别是低温韧性；

 

2）提高耐热钢、电热合金和高温合金的抗蠕变性能；

 

3）稀土元素在某些钢中有细化晶粒，均匀组织的作用，从而有利于综合力学性能的改善。

 

对钢的物理、化学及工艺性能的作用

 

1）提高钢的抗氧化性；

 

2）提高18-8型不锈钢的乃是性能（包括在浓硝酸中的耐蚀性）；

 

3）稀土元素能提高钢液的流动性，改善浇注的成品率，减少铸钢的热裂倾向；

 

4）显著改善高铬不锈钢的热加工性能；

 

5）改善钢的焊接性。

 

在钢中的作用

 

1）在普通低合金钢、合金结构钢、轴承钢、工具钢、不锈和耐蚀钢、电热合金以及铸钢中得到应用；

 

2）为了稳定获得稀土元素改善钢的组织和性能的效果，应注意准确控制稀土在钢中的含量；

 

3）我国富产稀土元素，有关稀土在钢中的作用机理和开发应用还应大力加强。

 

Pb/Bi

 

对钢的显微组织及热处理的作用

 

1）铅与铋实际上不溶于钢中，其沸点都很低，冶炼过程中大部分化为蒸汽逸出，因而在钢中的残留量很低，为了特殊用途需要增加Pb、Bi含量时，须在浇铸过程中加入；

 

2）由于含量很低，对组织和热处理的影响不显著。

对钢的力学性能的作用

1）对钢的强度无明显影响，使钢的塑性略有下降，使冲击韧性有较大降低；

 

2）在高强度钢中，铅对疲劳极限有下降的作用。

对钢的物理、化学及工艺性能的作用

 

1）铅显著改善钢的切削加工性能，使切削碎断，增加切削时工具与工件之间的润滑，降低切削温度和动力消耗，延长工具寿命，提高切削速度；

 

2）其改善切削加工性能的作用，在硫、磷含量较高的钢中尤为显著。

 

在钢中的作用

 

1）含有质量分数为0.2%左右铅的钢有“超级易切钢”之称；

 

2）含铅钢中需防止铅的偏析，并对铅蒸气进行防护。

 

Co

 

钴（Co）元素在钢材中主要起到强化和稳定化作用。钴是稀有的贵重金属，多用于特殊钢和合金中，如热强钢和磁性材料。它能提高钢材的高温强度和耐热性，增强钢的淬透性，并且在高温下保持钢材的硬度和强度。此外，钴还能够改善钢的抗氧化性和耐腐蚀性，特别是在含有高铬的合金钢中，这使得钴在高性能工具钢和耐热合金中的应用尤为重要。然而，钴的添加通常会增加钢材的成本，因此在实际应用中需要权衡其性能提升与成本之间的关系。

 

对钢的显微组织及热处理的作用

 

钴为制造合金钢之重要元素，在钢中可以生成碳化物，它具有以下特性:

 

a.钴可代替镍，如增加强度及耐热等性能。

 

b.会降低钢的硬化能。

 

c.能提高钢之淬火温度。

 

d.增加钢之保磁能力，故为制造磁石钢之主要元素。

 

1)能细化晶粒，可降低钢的过热倾向性，向高速钢中加Co，可提高其耐用度。

 

2)能提高钢的热强性(热硬性)，它给高速钢增加了合金化的强度和促进回火碳化物形成。

 

3)能提高磁钢的矫顽力又同时提高它对磁碱留感应值，所以对磁钢有良好的影响(它本身即为磁性物质)。

 

4)含碳量很高时会促进钢中碳石墨化。

 

对钢的不良影响

 

1）含量过高，难以锻造。因为易析出硬而脆的金属化合物。

 

2)有相当高的脱碳倾向性。

 

3)价格昂贵，所以下列各种钴钢都很少使用。

 

4)钴的一个特性是:降低奥氏体的稳定性，促使钢中奥氏体等温转变曲线(C-曲线)左移。

 

5)因为易析出硬而脆的金属间化合物使机性变坏。

 

Mg

 

镁（Mg）元素在钢材中的含量通常很低，但它可以显著影响钢材的显微组织和性能。镁常用于细化钢材中的晶粒，并可作为脱氧剂和脱硫剂，帮助减少夹杂物的数量和尺寸，从而改善钢材的纯净度和力学性能。此外，镁能够改变夹杂物的形态，使其更为圆整，从而提高钢材的延展性和韧性。然而，过多的镁可能导致钢液的流动性降低，并在某些情况下引起夹杂物的增多，进而影响钢材的机械性能和加工性能。

 

对钢的显微组织及热处理的作用

 

细化晶粒：镁的添加可以显著细化钢材的晶粒结构。镁在钢液中形成镁化物（如MgO），这些化物作为细化剂，有助于减少晶粒尺寸，提高钢材的均匀性和强度。

 

改变夹杂物形态：镁可以与钢中的硫和氧反应，形成镁硫化物（如MgS）和镁氧化物（如MgO）。这些镁化物通常是较为圆整和均匀分布的夹杂物，相较于铁硫化物（FeS），它们对钢材的力学性能影响较小，从而改善钢材的延展性和韧性。

 

减少夹杂物数量：镁的添加能够减少钢液中的有害夹杂物，增强钢材的纯净度和整体性能。镁通过与硫反应生成稳定的镁硫化物，从而降低了钢中的硫含量。

 

提高热处理稳定性：镁的存在能稳定钢材的显微组织，减少热处理过程中晶粒的粗化现象，使得钢材在高温处理后仍保持较好的力学性能。

 

影响相变行为：镁对钢中的相变行为有一定影响，特别是在高温热处理过程中。镁化物可以改变钢材中的相变动力学，影响最终的显微结构和机械性能。

 

改善热处理后的机械性能：由于镁可以细化晶粒和改善夹杂物的性质，这些效应有助于提高钢材在热处理后的强度和韧性，尤其是在高温处理和冷却过程中。

 

在钢中的不良影响

 

夹杂物增多：过量的镁可能导致钢液中形成较多的镁氧化物或镁硫化物夹杂物，这些夹杂物可能影响钢材的内部质量和均匀性。

 

钢液流动性下降：镁在钢液中会与其他元素反应，可能导致钢液的流动性降低，从而影响铸造过程和钢材的加工性能。

 

晶粒粗化：在某些情况下，镁的存在可能会导致钢材中的晶粒粗化，从而影响钢材的显微组织和性能，特别是在高温条件下。

 

影响焊接：镁的存在可能会对钢材的焊接性能产生负面影响，导致焊缝处的裂纹或缺陷，影响焊接接头的强度和稳定性。

 

生产成本：虽然镁的使用可以改善钢材的性能，但过量添加镁可能增加生产成本，同时需要额外的控制和处理措施，以确保钢材的质量。

 

RE

 

在钢中的作用

 

包括镧系元素及钇和钪等17个元素，有脱气、脱硫和消除其他有害杂质作用，改善钢的铸态组织，0.2%的含量可提高抗氧化性、高温强度及蠕变强度，增加耐蚀性。

 

Sn

 

对钢的作用

 

周期系第ⅣA族元素，原子序数50，原子量118.69，有白锡，灰锡，脆锡三种同素异构体，密度:白锡7.28g/cm3,灰锡5.75 g/cm3,，脆锡6.32-6.56g/cm3,熔点:白锡231.88℃，灰锡231.99℃，脆锡231.99℃。沸点:白锡2260℃，灰锡2270℃，锡2260℃

 

锡可大大降低钢及合金的高温机械性能，对钢的加工性能也十分有害。在钢中加入少量锡时能提高钢的耐腐蚀性，其强度也有一定提高，而对塑性却影响不大。

 

在钢中的不良影响

 

影响延展性：锡的存在可以导致钢材的脆性增加。锡与钢中的其他元素（如碳）反应生成脆性化合物，从而显著降低钢材的延展性和韧性。

 

产生有害夹杂物：锡可能与钢中的硫和氧等元素反应，形成有害的锡化物或其他夹杂物。这些夹杂物会在钢材的显微组织中分布不均，导致钢材的机械性能下降。

 

影响熔炼质量：锡在钢液中的存在会影响熔炼过程和钢液的流动性，可能导致钢液的处理变得更加困难，进而影响最终产品的质量。

 

干扰热处理效果：在钢材的热处理过程中，锡可能与其他元素反应，干扰正常的热处理过程，影响钢材的硬度和机械性能。

 

As

 

对钢的显微组织及热处理的作用

 

周期系V A族元素，原子序数33，原子量74.92，俗名砒，有灰，黄，黑三种同素异构体，密度5.727g/cm3，熔点717℃，613℃升华。

 

砷在钢中常以Fe2As,Fe3As2,FeAs及固溶体形式存在，易发生偏析现象，砷与磷，锑同族，对钢性能影响有类似之处，砷能提高钢的抗拉强度和屈服点，增强抗腐蚀和抗氧化性能，但砷含量较高时(如大于0.2%)，则使钢的脆性增加，延伸率，断面收缩率及冲击韧性降低，并影响焊接。

 

Bi

 

对钢的显微组织及热处理的作用

 

周期系V A族元素，原子序数83，原子量208.98，密度9.8g/cm3,熔点271.4℃沸点1560±5℃，由于铋在钢中含量几乎不熔，在冶炼过程中，绝大部分以蒸汽逸出，故铋在钢中含量极微。它易偏析于品间，相间，它在晶间浓度甚至可为在合金整体浓度的8100倍，它的存在因而引起钢的脆性，它能使不锈钢热态韧性降低，如含铋量较多，还会降低钢的塑性，影响钢的高温强度，致使不锈钢挤压材产生裂纹。如作特殊用途加入少量铋入钢中，则可显著改善钢的切削加工性能。

 

Cd

 

对钢的作用

 

周期系Ⅱ B族元素，原子序数48，原子量112.4，密度8.642g/cm3,熔点320.9℃，沸点765℃。银白色或铅灰色有光泽的软质金属，具有延展性。镉盐有毒，是环保监测的重点项目之一。近年来在钢铁表面上镀镉作为保护层已得到了广泛应用。镉除特殊需要外，它在钢铁合金中系有害元素，因它能使钢铁的机械性能受到严重危害，如发生镉脆现象。

 

Te

 

对钢的作用

 

周期系Ⅵ A族元素，原子序数52，原子量127.60，结晶碲的熔点452℃，沸点1390℃。，密度6.25g/cm3,碲有结晶形和无定性碲两种同素异性体，结晶碲具有银白色的金属外观。无定形碲(褐色)，密度6g/cm3，熔点449.5±0.3℃，沸点989.8±3.8℃.

 

碲是高科技领域的重要材料，它运用于航空，军事，医药，冶金，电子等领域。如不是由一位了特殊用途而引入钢中的碲，它将和Te与S一样对软钢的磁性有显著的不利影响。碲在钢铁几合金中系有害微量元素，其危害性，它能造成晶间脆化，使其特久强度及塑性降低。因此，作航空材料的高温合金一般要求碲量<0.001%，目前不少资料提出必须控制碲量<1-0.5ppm。