鋼材中的化學(xué)成分對(duì)鋼材性能主要有什么影響？

鋼中除鐵、碳兩種基本元素外，還含有其他的一些元素，它們對(duì)鋼的性能和質(zhì)量有一定的影響。
(1)碳。碳是決定鋼材性能的主要元素。隨著含碳量的增加，鋼的強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性降低。但當(dāng)含碳量大于1．o%時(shí)，由于鋼材變脆，抗拉強(qiáng)度反而下降。
(2)硅、錳。硅和錳是鋼材中的有益元素。硅和錳是在煉鋼時(shí)為了脫氧加入硅鐵和錳鐵而留在鋼中的合金元素。
硅的含量在1%以內(nèi)，可提高鋼材的強(qiáng)度，對(duì)塑性和韌性沒有明顯影響。但含硅量超過1%時(shí)，鋼材冷脆性增加，可焊性變差。
錳的含量為0.8%～1%時(shí)，可顯著提高鋼的強(qiáng)度和硬度，幾乎不降低塑性及韌性。當(dāng)其含量大于1%時(shí)，在提高強(qiáng)度的同時(shí)，塑性及韌性有所下降，可焊性變差。
(3)硫、磷。硫和磷是鋼材中主要的有害元素，煉鋼時(shí)由原料帶入。
硫能夠引起熱脆性，熱脆性嚴(yán)重降低了鋼的熱加工性和可焊性。硫的存在還使鋼的沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度、可焊性及耐蝕性降低。
磷能使鋼材的強(qiáng)度、硬度、耐蝕性提高，但顯著降低鋼材的塑性和韌性，特別是低溫狀態(tài)的沖擊韌性下降更為明顯，使鋼材容易脆裂，這種現(xiàn)象稱為冷脆性。冷脆性使鋼材的沖擊韌性以及焊接等性能都下降。
(4)氧、氮。氧和氮是鋼材中的有害元素，它們是在煉鋼過程中進(jìn)入鋼液的。這些元素的存在降低了鋼材的強(qiáng)度、冷彎性能和焊接性能。氧還使鋼材的熱脆性增加，氮還使鋼材的冷脆性及時(shí)效敏感性增加。
(5)鋁、鈦、釩、鈮。鋁、鈦、釩、鈮等元素是鋼材中的有益元素，它們均是煉鋼時(shí)的強(qiáng)脫氧劑，也是合金鋼中常用的合金元素。適量地加入這些元素，可以改善鋼材的組織，細(xì)化晶粒，顯著提高鋼材的強(qiáng)度和改善鋼材的韌性。