碳、硅、硫、磷等元素雖然在鋼鐵中的含量不高，但對于鋼鐵性能的影響卻是顯而易見的。下面就由中山華氏撫順特鋼講解下知識。

      元素1：C（碳）

      對鋼鐵性能的影響：

      C是僅次于鐵的主要元素，它直接影響鋼材的強度、塑性、韌性和焊接性能等。
  
      當(dāng)鋼中含碳量在0.8%以下時，隨著含碳量的增加，鋼材的強度和硬度提高，而塑性和韌性降低；但當(dāng)含碳量在1.0%以上時，隨著含碳量的增加，鋼材的強度反而下降。

      元素2：Mn（錳）

      對鋼鐵性能的影響：

      Mn能提高鋼材強度：能與Fe無限固溶，在提高鋼材強度的同時，對塑性的影響相對較小。因此，錳被廣泛用于鋼中的強化元素。可以說，基本上所有碳鋼中，都含有Mn。一般，軟鋼中的Mn含量不會超過0.5%；高強鋼中的Mn含量會隨著強度級別的升高而升高，例如馬氏體鋼，錳含量可高達(dá)3%。

      Mn可以提高鋼的淬透性，改善鋼的熱加工性能。

      Mn能消除S（硫）的影響：Mn在鋼鐵冶煉中可與S形成高熔點的MnS，進(jìn)而消弱和消除S的不良影響。

      Mn含量并不是越高越好。錳含量的增高，會降低鋼的塑性以及焊接性能。

      元素3：Si（硅）

      對鋼鐵性能的影響：

      Si是煉鋼過程中重要的還原劑和脫氧劑：對于碳鋼中的很多材質(zhì)來說，都含有0.5%以下的Si，這些Si一般是由于煉鋼過程中作為還原劑和脫氧劑而帶入的。

      硅能溶于鐵素體和奧氏體中提高鋼的硬度和強度，其作用僅次于磷，較錳、鎳、鉻、鎢、鉬、釩等元素強。但含硅量超過3%時，將顯著降低鋼的塑性和韌性。硅能提高鋼的彈性極限、屈服強度和屈服比，以及疲勞強度和疲勞比等。這是硅或硅錳鋼可作為彈簧鋼種的緣故。

      硅能降低鋼的密度、熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率。能促使鐵素體晶粒粗化，降低矯頑力。有減小晶體的各向異性傾向，使磁化容易，磁阻減小，可用來生產(chǎn)電工用鋼，所以硅鋼片的磁阻滯損耗較低。硅能提高鐵素體的導(dǎo)磁率，使鋼片在較弱磁場下有較高的磁感強度。但在強磁場下硅降低鋼的磁感強度。硅因有強的脫氧力，從而減少了鐵的磁時效作用。

      含硅的鋼在氧化氣氛中加熱時，表面將形成一層SiO2薄膜，從而提高鋼在高溫時的抗氧化性。

      硅能促使鑄鋼中的柱狀晶成長，降低塑性。硅鋼若加熱時冷卻較快，由于熱導(dǎo)率低，鋼的內(nèi)部和外部溫差較大，因而斷裂。

      硅能降低鋼的焊接性能。因為與氧的結(jié)合能力硅比鐵強，在焊接時容易生成低熔點的硅酸鹽，增加熔渣和融化金屬的流動性，引起噴濺現(xiàn)象，影響焊接質(zhì)量。硅是良好的脫氧劑。用鋁脫氧時酌情加一定量的硅，能顯著提高率的脫氧性。硅在鋼中本來就有一定的殘存，這是由于煉鐵煉鋼時作為原料帶入的。在沸騰鋼中，硅限制在<0.07%，有意加入時，則在煉鋼時加入硅鐵合金。

      元素4：s（硫）

      對鋼鐵性能的影響：

      硫來源于煉鋼的礦石與燃料焦炭。它是鋼中的一種有害元素。硫以硫化鐵(FeS)的形態(tài)存在于鋼中，F(xiàn)eS和Fe形成低熔點(985℃)化合物。而鋼材的熱加工溫度一般在1150～1200℃以上，所以當(dāng)鋼材熱加工時，由于FeS化合物的過早熔化而導(dǎo)致工件開裂，這種現(xiàn)象稱為“熱脆”。降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時造成裂紋。硫?qū)附有阅芤膊焕?，降低耐腐蝕性。高級優(yōu)質(zhì)鋼：S＜0.02%～0.03%；優(yōu)質(zhì)鋼：S＜0.03%～0.045%；普通鋼：S＜0.055%～0.7%以下。

      由于其切屑發(fā)脆而可得到非常光澤的表面，所以可用于制要求負(fù)荷不大而具高表面光潔度的鋼制件（名為快削鋼），（如Cr14）有意加進(jìn)少量的硫（=0.2～0.4%）。某些高速鋼工具鋼進(jìn)行硫化表面。

      元素5：P（磷）

      對鋼鐵性能的影響：

      P是由礦石帶入鋼中的，一般說磷也是有害元素。磷雖能使鋼材的強度、硬度增高，但引起塑性、沖擊韌性顯著降低。特別是在低溫時，它使鋼材顯著變脆，這種現(xiàn)象稱"冷脆"。冷脆使鋼材的冷加工及焊接性變壞，含磷愈高，冷脆性愈大，故鋼中對含磷量控制較嚴(yán)。高級優(yōu)質(zhì)鋼：P＜0.025%；優(yōu)質(zhì)鋼：P＜0.04%；普通鋼：P＜0.085%。

      P的固溶強化及冷作硬化作用很好，與銅聯(lián)合使用，提高低合金高強度鋼的耐大氣腐蝕性能，但降低其冷沖壓性能，與硫、錳聯(lián)合使用，改善切削性，增加回火脆性及冷脆敏感性。

      元素6：Cr（鉻）

      對鋼鐵性能的影響：

      鉻能增加鋼的淬透性并有二次硬化的作用，可提高碳鋼的硬度和耐磨性而不使鋼變脆。含量超過12%時，使鋼有良好的高溫抗氧化性和耐氧化性腐蝕的作用，還增加鋼的熱強性。鉻為不銹鋼耐酸鋼及耐熱鋼的主要合金元素。

      鉻能提高碳素鋼軋制狀態(tài)的強度和硬度，降低伸長率和斷面收縮率。當(dāng)鉻含量超過15%時，強度和硬度將下降，伸長率和斷面收縮率則相應(yīng)地有所提高。含鉻鋼的零件經(jīng)研磨容易獲得較高的表面加工質(zhì)量。

      鉻在調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)中的主要作用是提高淬透性，使鋼經(jīng)淬火回火后具有較好的綜合力學(xué)性能，在滲碳鋼中還可以形成含鉻的碳化物，從而提高材料表面的耐磨性。

      含鉻的彈簧鋼在熱處理時不易脫碳。鉻能提高工具鋼的耐磨性、硬度和紅硬性，有良好的回火穩(wěn)定性。在電熱合金中，鉻能提高合金的抗氧化性、電阻和強度。

      元素7：V（釩）

      對鋼鐵性能的影響：

      釩和碳、氨、氧有極強的親和力，與之形成相應(yīng)的穩(wěn)定化合物。釩在鋼中主要以碳化物的形式存在。其主要作用是細(xì)化鋼的組織和晶粒，降低鋼的強度和韌性。當(dāng)在高溫溶入固溶體時，增加淬透性；反之，如以碳化物形式存在時，降低淬透性。釩增加淬火鋼的回火穩(wěn)定性，并產(chǎn)生二次硬化效應(yīng)。鋼中的含釩量，除高速工具鋼外，一般均不大于0.5%。

      釩在普通低碳合金鋼中能細(xì)化晶粒，提高正火后的強度和屈服比及低溫特性，改善鋼的焊接性能。

      釩在合金結(jié)構(gòu)鋼中由于在一般熱處理條件下會降低淬透性，故在結(jié)構(gòu)鋼中常和錳、鉻、鉬以及鎢等元素聯(lián)合使用。釩在調(diào)質(zhì)鋼中主要是提高鋼的強度和屈服比，細(xì)化晶粒，撿的過熱敏感性。在滲碳鋼中因能細(xì)化晶粒，可使鋼在滲碳后直接淬火，不需二次淬火。

      釩在工具鋼中細(xì)化晶粒，降低過熱敏感性，增加回火穩(wěn)定性和耐磨性，從而延長了工具的使用壽命。

      元素8：Ni（鎳）

      對鋼鐵性能的影響：

     鎳的有益作用是：高的強度、高的韌性和良好的淬透性、高電阻、高的耐腐蝕性。

     一方面既強烈提高鋼的強度，另一方面又始終使鐵的韌性保持極高的水平。其變脆溫度則極低。

     Ni有利于提高鋼的淬硬性，Ni可降低臨界點并增加奧氏體的穩(wěn)定性，所以其淬火溫度可降低，淬透性好。一般大斷面的厚重件都用加Ni  鋼。當(dāng)它同Cr、W或Cr、Mo結(jié)合的時候，淬透性尤可增高。鎳鉬鋼還具有很高的疲勞極限。

     元素9：Cu（銅）

     對鋼鐵性能的影響：

     銅在鋼中的突出作用是改善普通低合金鋼的抗大氣腐蝕性能，特別是和磷配合使用時，加入銅還能提高鋼的強度和屈服比，而對焊接性能沒有不利的影響。含銅0.20%～0.50%的鋼軌鋼（U-Cu），除耐磨外其耐腐蝕壽命為一般碳素鋼軌的2-5倍。

     銅含量超過0.75%時，經(jīng)固溶處理和時效后，可產(chǎn)生時效強化作用。含量低時，其作用與鎳相似，但較弱。含量較高時，對熱變形加工不利，在熱變形加工時導(dǎo)致銅脆現(xiàn)象。2%～3%銅在奧氏體不銹鋼中可以對硫酸、磷酸及鹽酸等抗腐蝕性能及對應(yīng)力腐蝕的穩(wěn)定性。

     元素10：W（鎢）

     對鋼鐵性能的影響：

     鎢在鋼中除形成碳化物外，部分地溶入鐵中形成固溶體。其作用與鉬相似，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算，一般效果不如鉬顯著。鎢在鋼中主要樣圖是增加回火穩(wěn)定性、紅硬性、熱強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鋼，如高速鋼、熱鍛模具用鋼等。

     由于鎢的加入，能顯著提高鋼的耐磨性和切削性，所以，鎢是合金工具鋼的主要元素。

     元素11：Mo（鉬）

     對鋼鐵性能的影響：

     鉬在鋼中能提高淬透性和熱強性，防止回火脆性，增加剩磁和矯頑力以及在某些介質(zhì)中的抗蝕性。

     在調(diào)質(zhì)鋼中，鉬能使較大斷面的零件淬深、淬透，提高鋼的抗回火性或回火穩(wěn)定性，使零件可以在較高溫度下回火，從而更有效地消除（或降低）殘余應(yīng)力，提高塑性。

     在鍛模鋼中，鉬還能保持鋼有比較穩(wěn)定的硬度，增加對變形。開裂和磨損等的抗力。