鋼材的主要化學(xué)成分外,鋼還包含少量的碳(C),硅(Si),錳(Mn),磷(P),硫(S),氧(0),氮(N ),鈦(Ti),釩(V)和其他元素,盡管這些元素的含量很少,但它們對(duì)鋼的性能影響很大。
碳是決定鋼性能的重要元素。 它會(huì)影響鋼的機(jī)械性能,例如強(qiáng)度,可塑性和韌性。 當(dāng)鋼中的碳含量低于0.8%時(shí),隨著碳含量的增加,鋼的強(qiáng)度和硬度增加,而可塑性和韌性降低;當(dāng)碳含量低于0.8%時(shí),鋼的強(qiáng)度和硬度增加。 但是當(dāng)碳含量大于1.0%時(shí),隨著碳含量的增加,鋼的強(qiáng)度會(huì)下降。 通用工程用碳鋼為低碳鋼,即碳含量小于0.25%,工程用低合金鋼小于0.52%。
鋼中的有益元素包括錳,硅,釩,鈦等,可以通過控制混合量將其熔煉成低合金鋼。 鋼中的主要有害元素是硫,磷和氧,應(yīng)特別注意控制其含量。 磷是鋼中有害的元素之一,主要溶解在鐵素體中進(jìn)行強(qiáng)化。 隨著磷含量的增加,鋼的強(qiáng)度和硬度增加,可塑性和韌性顯著下降。 特別地,溫度越低,對(duì)塑性和韌性的影響越大,從而顯著增加鋼的冷脆性。 磷也會(huì)顯著降低鋼的可焊性,但是磷可以改善鋼的耐磨性和耐蝕性。 硫也是非常有害的元素。 它作為非金屬硫化物夾雜物存在于鋼中,會(huì)降低鋼的各種機(jī)械性能。
由于硫化物的熔點(diǎn)低,在鋼的熱加工過程中晶粒分離,導(dǎo)致鋼破裂,熱脆性的形成稱為熱脆性。 硫會(huì)降低鋼的可焊性,沖擊韌性,抗疲勞性和耐腐蝕性。 氧是鋼中的有害元素,主要是在非金屬夾雜物中,并且少量的氧在鐵素體中熔化。 非金屬夾雜物會(huì)降低鋼的機(jī)械性能,特別是韌性。 氧氣具有促進(jìn)衰老趨勢的作用。 由氧化物引起的低熔點(diǎn)也使鋼的可焊接性變差。