合金元素在钢中的作用完整版
常见合金元素在钢中的作用
常见合金元素在钢中的作用合金是由两种或两种以上的金属或非金属元素混合而成的材料，其中一个元素是主要成分，而其他元素被称为合金元素。
在钢中，常见的合金元素有碳、铬、镍、钼、锰、磷、硅等。
每种合金元素在钢中都有不同的作用，下面将详细介绍常见合金元素在钢中的作用。
1.碳（C）：碳是钢中最重要的合金元素之一、通过调节碳含量，可以改变钢的硬度、强度和韧性。
低碳钢具有良好的可塑性和焊接性能，但硬度和强度较低；高碳钢硬度和强度较高，但可塑性较差。
合适的碳含量可以平衡钢的各种性能。
2.铬（Cr）：铬可以增加钢的硬度、抗磨性和耐腐蚀性。
添加铬的合金钢被称为不锈钢，能够抵抗腐蚀和氧化。
铬还能够提高钢的淬透性，使得钢在淬火时的硬化效果更好。
3.镍（Ni）：镍能够提高钢的强度和塑性，并且能够改善钢的耐磨性和耐腐蚀性。
镍还能够提高钢的抗软化和抗氢脆性能，使钢在高温和低温环境下保持其性能。
4.钼（Mo）：钼可以提高钢的硬度、强度和韧性，特别对高温下的钢材有很好的效果。
钼还能够改善钢的热强度和抗氧化性，提高钢在高温环境下的稳定性。
5.锰（Mn）：锰可以提高钢的硬度、强度和韧性，并且能够改善钢的可塑性和冷加工性能。
锰还能够抑制钢中的晶界腐蚀和热处理硬化，提高钢的耐磨性和耐腐蚀性。
6.磷（P）：磷是一种常见的杂质元素，过高的磷含量会降低钢的韧性和塑性，同时还会降低钢的冷加工性能和焊接性能。
因此，在制造高强度低合金钢时，需要控制磷含量。
7.硅（Si）：硅可以改善钢的抗氧化性能和耐腐蚀性，提高钢的热稳定性。
硅还能够提高钢的硬化效果和淬透性，使钢具有更好的耐磨性。
除了上述常见的合金元素外，钢中还可能含有其他合金元素如铜、铝、锡等。
这些合金元素的添加都是为了满足特定的使用要求，如提高钢的特殊性能，调整钢的组织和结构等。
总之，各种合金元素的添加可以通过改变钢的组织和性能来满足不同的使用要求。
钢的使用广泛，涵盖了建筑、机械、航空、汽车等多个领域，因此对合金元素的研究和应用具有重要的意义。
合金元素在钢中的作用
合金元素在钢中的作用Mn：1、在低含量范围（Mn≤0.2）内对钢具有很大的强化作用，提高强度、硬度和耐磨性。
降低钢的临界冷却速度。
2、提高钢的淬透性、稍稍改善钢的低温韧性任性。
3在高含量范围的作用主要奥氏体元素。
Si：1、强化铁素体提高钢的强度和硬度降低钢的临界冷却速度提高钢的淬透性。
2、提高钢在氧化性腐蚀介质中的耐蚀性提高钢的耐热性。
3、磁钢中的主要合金元素。
Cr：1、在低合金范围内，对钢有很大的强化作用，提高钢强度、硬度、耐磨性。
2、降低钢的临界冷却速度提高钢的淬透性。
提高钢的耐热性是耐热钢的主要合金元素。
3、在高合金范围内，使钢具有对强氧化性酸等腐蚀性介质的耐腐蚀能力。
Mo：1、强化铁素体，提高钢的强度、硬度。
2、降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性。
3、提高钢的耐热和高温强度，是热强钢重要合金元素。
Ni：1、提高钢的强度，而不降低其塑性。
2、降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性。
3、改善钢的低温韧性。
4、扩大奥氏体区，是奥氏体化的有效元素。
5、本身具有一定耐蚀性，对于一些还原性酸类（硫酸、盐酸）有良好的耐蚀能力。
V：1、在低含量（0.05-0.1% ）提高韧性，细化晶粒。
2、在高含量（>0.2%）时形成V4C3碳化物，提高热强性。
Al：1、炼钢中良好的脱氧作用。
2、细化晶粒，提高钢的强度。
3、提高钢的抗氧化性能，提高不锈钢对强氧化性酸类的耐蚀能力。
Ti、Nb：1、细化晶粒。
2、在不秀钢中改善抗晶间腐蚀的能力。
Cu：1、强化铁素体（质量分数<1.5%。
）2 、提高钢的耐蚀能力（特别是硫酸）。
3 、产生析出强化作用。
（>3.0% ）W：1 、细化晶粒。
2 、提高淬透性。
3 、生成热稳定碳化物和氮化物提高钢的热强性。
Re：1、炼钢中起脱硫去气净化钢液的作用。
2、细化晶粒改善铸态组织（缩小柱状晶区）。
各种合金元素在钢铁中的作用
各种合金元素在钢铁中的作用1.碳（C）：碳是钢铁中最重要的合金元素之一、适当的碳含量可以增强钢铁的硬度和强度。
碳含量低于0.2%的钢称为低碳钢，适用于焊接和冷冲压加工；碳含量在0.2%到0.5%之间的钢称为中碳钢，具有适中的硬度和强度，适用于机械加工和热处理；碳含量大于0.5%的钢称为高碳钢，具有良好的硬度和耐磨性，适用于制作刀具和弹簧。
2.硅（Si）：硅可以提高钢铁的热强度和耐腐蚀性，减少钢铁的热膨胀系数。
适当的硅含量可以提高钢铁的刚性和强度，并且有利于热处理。
3.锰（Mn）：锰可以提高钢铁的韧性和强度。
锰的含量越高，钢的强度和硬度越高。
锰还可以提高钢的耐磨性和耐蚀性。
4.磷（P）：在低碳钢中，磷可减少钢的韧性和冷加工性能。
在高碳钢中，磷可改善钢铁的切削性能。
因此，磷含量需要适度控制。
5.硫（S）：硫可增加钢铁的切削性，但会降低钢铁的塑性和韧性。
因此，在高质量的钢铁制造中，硫含量需要控制在很低的水平。
6.铬（Cr）：铬可以提高钢铁的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
铬还可以改善钢的高温强度和耐氧化性。
不锈钢中的铬含量一般在10%到30%之间。
7.镍（Ni）：镍可以提高钢铁的韧性和耐腐蚀性。
镍还可以改善钢的高温强度和耐疲劳性。
镍含量在不锈钢中一般在8%到25%之间。
8.钼（Mo）：钼可以提高钢铁的强度、硬度和抗热变形能力。
钼还可以改善钢的耐蚀性和耐高温性能。
钼含量在不锈钢中一般在1%到10%之间。
9.钛（Ti）、铌（Nb）、钒（V）等微量合金元素：这些元素通常用作钢铁的强化剂，可以提高钢铁的强度和韧性，同时改善钢铁的热处理性能。
综上所述，合金元素在钢铁中起到非常重要的作用。
通过合适的合金化处理，可以改善钢铁的力学性能、耐蚀性和热处理性能，使其满足不同应用领域的需求。
合金元素在钢中的作用完整版
合金元素在钢中的作用(完整版) 合金元素在钢中的作用钢是一种由铁和碳元素组成的合金，其含碳量通常在0.02%至2.1%的范围内。
在钢的生产过程中，添加其他合金元素可以显著改变钢的性能，以满足多样化的应用需求。
下面详细讨论了合金元素在钢中的主要作用。
1.碳（C）碳是钢中的主要合金元素，其作用主要是提高钢的硬度和强度。
随着碳含量的增加，钢的硬度、强度和耐磨性会提高，但其可塑性和韧性会降低。
过多的碳含量会导致钢的硬度过高，使得材料变得脆且难以加工。
2.锰（Mn）锰是一种可以替代部分铁的合金元素，能有效提高钢的强度和硬度。
同时，锰还可以改善钢的铸造和锻造性能，防止铁素体的过度形成，从而提高材料的韧性。
3.硅（Si）硅可以提高钢的硬度和强度，同时还可以增强钢的抗氧化性和抗腐蚀性。
然而，过量的硅会导致钢的韧性下降。
4.磷（P）和硫（S）磷和硫在钢中通常被视为杂质，因为它们会降低钢的韧性和耐腐蚀性。
然而，它们在某些情况下也可以提高钢的硬度和强度。
例如，磷在工具钢中可以提高其硬度和耐磨性。
5.铬（Cr）铬可以提高钢的硬度、强度和耐磨性，同时还可以提高钢的耐腐蚀性和抗氧化性。
在不锈钢中，铬的作用尤为重要，通常与氮、钼等元素共同作用，以提高不锈钢的强度和耐腐蚀性。
6.钼（Mo）钼可以提高钢的强度、硬度和耐腐蚀性，特别适用于制造热处理零件和高温用零件。
7.钨（W）钨是一种高熔点的合金元素，可以提高钢的热硬性和红硬性，使其在高温下仍能保持高强度和硬度。
这使得钨成为制造耐高温零件和工具的关键元素。
8.钒（V）和铌（Nb）钒和铌可以细化钢中的晶粒，提高材料的强度、硬度和韧性。
特别是在调质钢中，它们可以显著提高材料的综合性能。
9.钛（Ti）和铝（Al）钛和铝可以脱氧和去除杂质，提高钢的纯度，同时它们还可以形成强化相，提高钢的强度和硬度。
特别是在一些需要高强度的结构材料中，这些元素的作用尤为重要。
10.稀土元素（RE）稀土元素可以有效地改善钢的工艺性能、耐腐蚀性和抗氧化性。
各种金属元素在钢中的作用
各种金属元素在钢中的作用1.铁（Fe）：铁是钢的主要成分，赋予钢良好的强度和塑性。
纯铁本身并不适合作为结构材料，但与其他元素合金后可形成钢，使其具有更高的强度和耐用性。
2.碳（C）：碳是钢中最重要的合金元素之一、适量的碳能提高钢的硬度和强度，增加其耐磨性和耐蚀性。
其中，碳含量在0.02%至2.1%之间的钢被广泛应用。
3.锰（Mn）：锰能够提高钢的硬度和韧性，使钢更加耐磨和耐冲击。
锰还可以与硫、磷等杂质结合，形成易于熔化的夹杂物，从而提高钢的可塑性和加工性能。
4.硅（Si）：硅在钢中作为脱氧剂，能够有效降低钢中的氧含量，从而减少气孔和夹杂物的形成。
硅对钢的强度和塑性影响有限，但有助于改善钢的耐腐蚀性能。
5.磷（P）：磷的掺入可以提高钢的硬度和抗拉强度。
然而，高磷含量会降低钢的可塑性和韧性，并增加冷脆倾向。
因此，磷含量通常应控制在较低水平。
6.硫（S）：硫主要存在于原材料中的钢中，并往往是不可避免的。
过高的硫含量会导致钢的脆化和冷脆倾向。
因此，控制硫含量对于保证钢的可锻性和韧性至关重要。
7.铬（Cr）：铬是不锈钢中的主要合金元素之一，能够形成耐蚀的氧化层，提高钢的耐腐蚀性能。
铬还可以增加钢的硬度和强度，同时改善钢的高温强度和抗氧化性能。
8.镍（Ni）：镍可以提高钢的韧性和可塑性，改善冷加工性能。
镍还能增加钢的耐腐蚀性能和高温强度，使钢具有更好的抗剪切、耐磨和耐腐蚀性能。
9.钼（Mo）：钼能够提高钢的强度和韧性，特别是在高温下。
钼还能增加钢的耐腐蚀性能、抗磨性和切削性能，因此常用于制造高速钢和高温合金。
10.钛（Ti）：钛能够提高钢的耐高温性能和抗腐蚀性能。
钛还能够与氮结合形成细小的碳化钛，提高钢的硬度和强度。
由于钛的昂贵和难处理性，其含量通常较低。
除了上述主要的金属元素外，钢中还可能含有其他元素，如铜、铝、氮等，它们也会对钢的性能产生影响。
这些元素的含量、相互作用和加工过程都将影响到钢的力学性能、耐蚀性能、可加工性等特性。
史上最全合金元素在钢中的作用
为了改善和提高钢的某些性能和使之获得某些特殊性能而有意在冶炼过程中加入的元素称为合金元素。
常用的合金元素有铬，镍，钼，钨，钒，钛，铌，锆，钴，硅，锰，铝，铜，硼，稀土等。
磷，硫，氮等在某些情况下也起到合金的作用。
(1)铬(Cr)铬能增加钢的淬透性并有二次硬化的作用，可提高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆。
含量超过12%时，使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性腐蚀的作用，还增加钢的热强性。
铬为不锈钢耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。
铬能提高碳素钢轧制状态的强度和硬度，降低伸长率和断面收缩率。
当铬含量超过15%时，强度和硬度将下降，伸长率和断面收缩率则相应地有所提高。
含铬钢的零件经研磨容易获得较高的表面加工质量。
铬在调质结构中的主要作用是提高淬透性，使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能，在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物，从而提高材料表面的耐磨性。
含铬的弹簧钢在热处理时不易脱碳。
铬能提高工具钢的耐磨性、硬度和红硬性，有良好的回火稳定性。
在电热合金中，铬能提高合金的抗氧化性、电阻和强度。
（2）镍（Ni）镍在钢中强化铁素体并细化珠光体，总的效果是提高强度，对塑性的影响不显著。
一般地讲，对不需调质处理而在轧钢、正火或退火状态使用的低碳钢，一定的含镍量能提高钢的强度而不显著降低其韧性。
据统计，每增加1%的镍约可提高强度29.4Pa。
随着镍含量的增加，钢的屈服程度比抗拉强度提高的快，因此含镍钢的比可较普通碳素钢高。
镍在提高钢强度的同时，对钢的韧性、塑性以及其他工艺的性能的损害较其他合金元素的影响小。
对于中碳钢，由于镍降低珠光体转变温度，使珠光体变细；又由于镍降低共析点的含碳量，因而和相同的碳含量的碳素钢比，其珠光体数量较多，使含镍的珠光体铁素体钢的强度较相同碳含量的碳素钢高。
反之，若使钢的强度相同，含镍钢的碳含量可以适当降低，因而能使钢的韧性和塑性有所提。
镍可以提高钢对疲劳的抗力和减小钢对缺口的敏感性。
镍降低钢的低温脆性转变温度，这对低温用钢有极重要的意义。
第七章 合金元素在钢中作用
4．常用钢种
40 40 4ZSiMn 低淬透性合金调质钢 Cr、 MnB、 38 40 中淬透性合金调质钢 CrMoAl、 CrNi 高淬透性合金调质钢 CrMnMo、 Cr Ni4WA 40 25 2
四、合金弹簧钢
1．弹簧性能特点
要求必须具有高的弹性极限，高的屈 要求必须具有高的弹性极限， 强比（Gs/50）高的疲劳强度（ 强比（Gs/50）高的疲劳强度（尤其 是缺口疲劳强度） 是缺口疲劳强度）及足够韧性。
4.合金元素对M相变温度也有影响 4.合金元素对M
大多数合金元素使Ms点下降 大多数合金元素使Ms点下降
第二节 合金钢的分类与编号
一、合金钢分类 通用分类方法有 : 1．按合金元素的质量分数 2．按合金元素的种类分：铬钢、锰钢、铬镍 按合金元素的种类分：铬钢、锰钢、 钢、硅锰钼钒钢等 3．按主要用途分
建 筑 及 工 程 用 结 构 钢 结构钢 机 械 制 造 用 结 构 钢 工 具 钢 特 殊 性 能 钢
二、合金钢的牌号
命名原则：由钢中碳的质量分数、 命名原则：由钢中碳的质量分数、 合金元素的种类和质量分数的组合 来表示。 来表示。当钢中合金元素的平均质 量分数<1.5%钢号中只标出元素符 量分数<1.5%钢号中只标出元素符 不标明元素的平均质量分数。 号，不标明元素的平均质量分数。 >1.5%、2.5%、3.5%在元素符 当>1.5%、2.5%、3.5%在元素符 号的后面相应标出2 ……。 号的后面相应标出2、3、4……。
例：20crMnTi钢制造汽车变速箱 20crMnTi钢制造汽车变速箱 齿轮工艺路线： 齿轮工艺路线： 锻造 正火 加工齿形 局部镀 铜（防渗碳） 渗碳 防渗碳） 预冷淬火+ 预冷淬火+ 低温回火 喷丸 磨齿 20crMnTi汽车变速齿轮热处理工 20crMnTi汽车变速齿轮热处理工 艺曲线及显微组织与力学性能。 艺曲线及显微组织与力学性能。
合金元素在钢中的作用
1. 合金元素对钢性能的影响钢材中合金元素可以提高钢铁材料洁净度、均匀度、组织细度等影响材料性能，提高冶金行业资源、能源利用效率，实现节能、环保，促进钢铁行业可持续发展。
主要有以下几个方面：(1)结晶强化。
结晶强化就是通过控制结晶条件，在凝固结晶以后获得良好的宏观组织和显微组织，从而提高金属材料的性能。
它包括：(2)形变强化。
金属材料经冷加工塑性变形可以提高其强度。
这是由于材料在塑性变形后位错运动的阻力增加所致。
(3)固溶强化．通过合金化(加入合金元素)组成固溶体，使金属材料得到强化称为固溶强化。
(4)相变强化。
合金化的金属材料，通过热处理等手段发生固态相变，获得需要的组织结构，使金属材料得到强化，称为相变强化。
(5)晶界强化。
晶界部位的自由能较高，而且存在着大量的缺陷和空穴，在低温时，晶界阻碍了位错的运动，因而晶界强度高于晶粒本身；但在高温时，沿晶界的扩散速度比晶内扩散速度大得，晶界强度显著降低。
因此强化晶界对提高钢的热强性是很有效的。
硼对晶界的强化作用，是由于硼偏集于晶界上，使晶界区域的晶格缺位和空穴减少，晶界自由能降低；硼还减缓了合金元素沿晶界的扩散过程；硼能使沿晶界的析出物降低，改善了晶界状态，加入微量硼、锆或硼+锆能延迟晶界上的裂纹形成过程；此外，它们还有利于碳化物相的稳定。
(6)综合强化。
在实际生产上，强化金属材料大都是同时采用几种强化方法的综合强化，以充分发挥强化能力。
例如：1）固溶强化十形变强化，常用于固溶体系合金的强化。
2）结晶强化+沉淀强化，用于铸件强化。
3）马氏体强化+表面形变强化。
对一些承受疲劳载荷的构件，常在调质处理后再进行喷丸或滚压处理。
4）固溶强化+沉淀强化。
对于高温承压元件常采用这种方法，以提高材料的高温性能。
有时还采用硼的强化晶界作用，进一步提高材料的高温强度。
2.合金元素的存在形式根据合金元素与碳的作用不同，可将合金元素分为两大类：碳化物形成元素，它们比Fe具有更强的亲碳能力，在钢中将优先形成碳化物，依其强弱顺序为Zr、Ti、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe等，它们大多是过渡族元素，在周期表上均位于Fe的左侧；非碳化物形成元素，主要包括Ni、Si、Co、Al等，他们与碳一般不生成碳化物而固溶于固溶体中，或生成其它化合物如AlN，一般位于周期表的右侧。
合金元素在钢中的作用(完整版)
了合金化而加入的合金元素，最常用的有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒，钛，铌、硼、铝等。
现分别说明它们在钢中的作用。
1、硅在钢中的作用:(1)提高钢中固溶体的强度和冷加工硬化程度使钢的韧性和塑性降低。
(2) 硅能显著地提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比,这是一般弹簧钢。
(3)耐腐蚀性。
硅的质量分数为15％一20％的高硅铸铁，是很好的耐酸材料。
含有硅的钢在氧化气氛中加热时，表面也将形成一层SiO2薄膜，从而提高钢在高温时的抗氧化性。
缺点：（4）使钢的焊接性能恶化。
2、锰在钢中的作用（1）锰提高钢的淬透性。
（2）锰对提高低碳和中碳珠光体钢的强度有显著的作用。
（3）锰对钢的高温瞬时强度有所提高。
锰钢的主要缺点是，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晶粒元素如钼、钒、钛等来克服：⑧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。
3、铬在钢中的作用（1）铬可提高钢的强度和硬度。
（2）铬可提高钢的高温机械性能。
（3）使钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性（4）阻止石墨化（5）提高淬透性。
缺点：①铬是显著提高钢的脆性转变温度②铬能促进钢的回火脆性。
4、镍在钢中的作用（1）可提高钢的强度而不显著降低其韧性。
（2）镍可降低钢的脆性转变温度，即可提高钢的低温韧性。
（3）改善钢的加工性和可焊性。
（4）镍可以提高钢的抗腐蚀能力，不仅能耐酸，而且能抗碱和大气的腐蚀。
5、钼在钢中的作用（1）钼对铁素体有固溶强化作用。
（2）提高钢热强性（3）抗氢侵蚀的作用。
（4）提高钢的淬透性。
缺点：钼的主要不良作用是它能使低合金钼钢发生石墨化的倾向。
6、钨在钢中的作用(1) 提高强度（2）提高钢的高温强度。
（3）提高钢的抗氢性能。
（4）是使钢具有热硬性。
因此钨是高速工具钢中的主要合金元素。
7、钒在钢中的作用(1)热强性。
（2）钒能显著地改善普通低碳低合金钢的焊接性能。
合金元素在钢中的作用
1. 合金元素对钢性能的影响钢材中合金元素可以提高钢铁材料洁净度、均匀度、组织细度等影响材料性能，提高冶金行业资源、能源利用效率，实现节能、环保，促进钢铁行业可持续发展。
主要有以下几个方面：(1)结晶强化。
结晶强化就是通过控制结晶条件，在凝固结晶以后获得良好的宏观组织和显微组织，从而提高金属材料的性能。
它包括：(2)形变强化。
金属材料经冷加工塑性变形可以提高其强度。
这是由于材料在塑性变形后位错运动的阻力增加所致。
(3)固溶强化．通过合金化(加入合金元素)组成固溶体，使金属材料得到强化称为固溶强化。
(4)相变强化。
合金化的金属材料，通过热处理等手段发生固态相变，获得需要的组织结构，使金属材料得到强化，称为相变强化。
(5)晶界强化。
晶界部位的自由能较高，而且存在着大量的缺陷和空穴，在低温时，晶界阻碍了位错的运动，因而晶界强度高于晶粒本身；但在高温时，沿晶界的扩散速度比晶内扩散速度大得，晶界强度显著降低。
因此强化晶界对提高钢的热强性是很有效的。
硼对晶界的强化作用，是由于硼偏集于晶界上，使晶界区域的晶格缺位和空穴减少，晶界自由能降低；硼还减缓了合金元素沿晶界的扩散过程；硼能使沿晶界的析出物降低，改善了晶界状态，加入微量硼、锆或硼+锆能延迟晶界上的裂纹形成过程；此外，它们还有利于碳化物相的稳定。
(6)综合强化。
在实际生产上，强化金属材料大都是同时采用几种强化方法的综合强化，以充分发挥强化能力。
例如：1）固溶强化十形变强化，常用于固溶体系合金的强化。
2）结晶强化+沉淀强化，用于铸件强化。
3）马氏体强化+表面形变强化。
对一些承受疲劳载荷的构件，常在调质处理后再进行喷丸或滚压处理。
4）固溶强化+沉淀强化。
对于高温承压元件常采用这种方法，以提高材料的高温性能。
有时还采用硼的强化晶界作用，进一步提高材料的高温强度。
2.合金元素的存在形式根据合金元素与碳的作用不同，可将合金元素分为两大类：碳化物形成元素，它们比Fe具有更强的亲碳能力，在钢中将优先形成碳化物，依其强弱顺序为Zr、等，它们大多是过渡族元素，在周期表上均位Fe、Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Ti 于Fe的左侧；非碳化物形成元素，主要包括Ni、Si、Co、Al等，他们与碳一般不生成碳化物而固溶于固溶体中，或生成其它化合物如AlN，一般位于周期表的右侧。
几种常用合金元素在钢中的作用
几种常用合金元素在钢中的作用合金元素是指在钢中加入的其他金属元素，以改变钢的性能和性质。
下面将介绍几种常用合金元素在钢中的作用：1.镍（Ni）：镍可以提高钢的耐腐蚀性和机械性能。
当镍的含量达到8-25%时，可以获得具有优良耐腐蚀性的不锈钢。
此外，镍还能提高钢的强度和韧性，改善钢的热加工性能。
2.铬（Cr）：铬是一种常见的合金元素，添加铬可以提高钢的耐腐蚀性。
当铬的含量达到12-30%时，可以制备出具有良好耐腐蚀性的不锈钢。
铬还可以提高钢的硬度和强度，同时改善钢的高温性能。
3.钼（Mo）：钼是一种重要的强化元素，加入钼可以提高钢的硬度和强度，提高钢的抗拉、屈服和冲击韧性。
此外，钼还能改善钢的耐腐蚀性和抗腐蚀性能，使钢具有较好的抗热和抗切削性能。
4.钛（Ti）：钛可以提高钢的硬度、强度和抗腐蚀性能。
添加钛可以防止钢中的碳和氮组成碳化物和氮化物，从而减少钢的渗碳和固溶碳的过程，提高钢的晶粒细化和塑性。
5.钒（V）：钒是一种重要的强化元素，加入钒可以提高钢的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性。
钒还能提高钢的热处理稳定性，改善钢的高温强度和高温氧化性能。
6.锰（Mn）：锰是一种常见的合金元素，添加锰可以提高钢的强度、硬度和韧性。
锰还能提高钢的冷加工硬化性和磁性。
此外，锰还能防止钢中的氧化物夹杂物形成，从而提高钢的质量。
7.硅（Si）：硅能够提高钢的强度和硬度，同时还可以改善钢的热加工性能和抗氧化性能。
硅还能提高钢的磁性和导电性。
除了以上几种常见的合金元素外，还有钨、铌、铝等合金元素也常用于钢中，它们分别具有不同的强化、耐磨、耐腐蚀等特性，能够满足不同工程需要。
总之，合金元素在钢中的作用取决于其种类和含量。
通过合理选用和控制合金元素的添加，可以改善钢的性能和性质，满足各种应用场合的需要。
合金元素在钢中的作用
合金元素在钢中的作用1.碳（C）：碳是钢中最常见的合金元素，它主要存在于钢的晶体结构中。
碳含量的增加可以提高钢的硬度和强度，但会降低其韧性和可焊性。
高碳钢常用于制造刀具等需要高硬度的应用。
2.硅（Si）：硅主要用于去氧化，它可以与氧反应生成氧化硅，从而减少钢中的氧含量。
合适的硅含量可以改善钢的塑性和可焊性。
3.锰（Mn）：锰是一种强力抗氧化元素，它可以减少钢中的氧气和硫化物含量，从而提高钢的强度和延展性。
锰还可以提高钢的耐磨性和硬度。
高锰含量的钢常用于制造铁路轨道等耐磨部件。
4.磷（P）：磷是一种杂质元素，存在于许多钢中。
高磷含量会降低钢的塑性和韧性，对钢的冷加工性能有不利影响。
因此，在高强度低合金钢和不锈钢中通常要控制磷含量。
5.硫（S）：硫是一种杂质元素，存在于矿石和燃料中，并通过冶炼过程进入钢中。
高硫含量会导致钢脆性增加，对钢的冷加工和焊接性能有不利影响。
因此，在高质量要求的钢材中需要控制硫含量。
6.铬（Cr）：铬是一种重要的合金元素，它能够提高钢的耐腐蚀性和氧化性。
铬与氧化剂反应生成一层致密的氧化铬保护层，防止钢材被进一步氧化。
高铬含量的钢常用于制造不锈钢等需要较高耐腐蚀性的应用。
7.镍（Ni）：镍可以提高钢的韧性和强度，增加钢的延展性和冲击韧性。
镍还能够提高钢在低温下的抗冷脆性能。
因此，镍在制造低温应用和高强度低合金钢中广泛使用。
8.钼（Mo）：钼主要用于提高钢的硬度和强度，增加钢的耐磨性和抗拉伸性。
钼还可以改善钢的热处理性能，促使材料形成致密的纳米结构，从而提高钢的力学性能。
9.钛（Ti）：钛主要用于去氧化和进行变质处理。
它结合钢中的氧，从而减少氧含量，提高钢的韧性和可焊性。
钛还可以通过与碳反应生成碳化钛，提高钢的硬度和强度。
10.铌（Nb）：铌主要用于细化晶粒和提高钢的强度。
铌的添加可以形成若干小晶粒，提高钢的塑性和韧性。
铌还可以通过与碳反应生成碳化铌，提高钢的硬度和强度。
总之，合金元素在钢中的作用是多方面的，可以改变钢的硬度、强度、韧性、耐腐蚀性、耐磨性等性能，使钢更加适用于各种不同的应用领域。
各种合金元素在钢铁中的作用
各种合金元素在钢铁中的作用1、铬Cr 铬在钢中的角色多元且重要，它会形成稳定而硬的碳化物，而且具有抗蚀性，其主要作用有：a、增进钢的硬化能力和渗碳作用。
b、使钢在高温时具有高强度。
c、能增加耐磨耗性。
d、增高钢的淬火温度。
e、能增进钢的抗腐蚀性。
2、镍Ni 镍在钢中的影响有：a、增进钢的硬化能力。
b、能降低热处理时的淬火温度，因为在处理时的变形小。
c、能增加钢的韧性。
d、高镍合金钢能耐腐蚀，例如：不锈钢就含有8%左右的镍。
3、钨W 钨能耐高温，而且溶于钢中会与碳形成碳化物成为碳化钨，能提高钢的强度。
此外，a、钨能提高钢的淬火温度。
b、加强钢钢的断面组织细微化，抵抗挥霍软化。
c、可以降低淬火时钢的晶粒生长趋势。
d、钨钢刀具有红热硬度。
e、可增加钢的保磁性，故可配入钢中而制造永久磁钢。
4、钒V 钒可以无限量固溶入钢中，并能阻止奥氏体晶粒的长大，钒在钢中有脱酸除氧的能力，故含钒的钢，其断面结晶密实，此外，钒的作用还有：a、能提高淬火温度。
b、改善硬化能力，高温淬火加热时，能阻止其晶粒生长。
c、有助于钢的结晶组织细微化。
5、锰Mn 锰亦为钢中的重要元素，其作用及影响如下：a、添加适量时，锰含量增加可增加钢的最大强度及硬度。
b、锰有脱氧及脱硫的功效，故锰能发挥钢的锻造性与可塑性。
c、锰在钢中含量多，可降低钢的淬火温度。
d、可增进钢的硬化深度，尤其在含碳量高的由硬性锰钢最为显著。
6、钼Mo 钼可增加钢的最大强度及硬度，因此，在合金钢中也颇为重要：a、能改善钢在高温下抗拉及潜变强度。
b、在工作红热情况下，能使钢的硬度保持不变。
c、高速工具钢含钼，可予以较佳的机器切割性能。
d、合金钢中加入钼可去除回火脆性。
7、钴Co 钴为制造合金钢的重要元素，在钢中可以生成碳化物，但也可能有不良影响，它具有以下特性：a、钴可替代镍，如增加强度及耐热等性能。
b、会降低钢的硬化能。
c、能提高钢的淬火温度。
d、增加钢的保磁能力，故为制造磁石钢的主要元素。
钢中加入合金元素的作用
钢中加入合金元素的作用
在钢中加入合金元素可以带来以下几个方面的作用：
1. 提高强度和硬度：合金元素可以通过固溶强化、析出强化等方式提高钢的强度和硬度。
例如，加入碳、锰、铬等元素可以提高钢的硬度和强度。
2. 改善韧性和塑性：适量的合金元素可以改善钢的韧性和塑性，使其在受到外力作用时不易断裂或产生裂纹。
例如，加入镍、钼等元素可以提高钢的韧性。
3. 提高耐腐蚀性：一些合金元素可以提高钢的耐腐蚀性，使其在恶劣环境下具有更好的抗腐蚀性能。
例如，加入铬、镍、钼等元素可以形成不锈钢，提高钢的耐腐蚀性。
4. 改善焊接性能：某些合金元素可以改善钢的焊接性能，使其在焊接过程中不易产生裂纹、气孔等缺陷。
例如，加入钛、钒等元素可以改善钢的焊接性能。
5. 优化热处理性能：合金元素可以影响钢的相变点和晶粒长大行为，从而优化钢的热处理性能。
通过合理选择合金元素，可以使钢在热处理过程中达到预期的组织和性能。
6. 获得特殊性能：不同的合金元素可以赋予钢特殊的性能，如耐磨性、高温强度、磁性等。
例如，加入钨、钴等元素可以提高钢的耐磨性。
总之，在钢中加入合金元素可以显著改善钢的性能，使其适应各种工程应用的需求。
通过合理选择和控制合金元素的种类、含量以及热处理工艺，可以获得具有优异综合性能的合金钢材料。
合金元素在钢中的作用
各类合金元素在钢中的作用1.碳；碳是影响钢中组织和性能的主要元素，具有强化固溶体，提高淬透性的作用，与Cr、Mn等元素形成合金碳化物，碳的含量高低直接影响钢的强度、硬度、韧性从而影响钢的耐磨性。
一般选择Wc=0.4-0.55%。
2..Mn；加入Mn是为了增加淬透性，易获得马氏体组织，Mn一部分固溶强化机体，一部分与Cr等合金元素形成碳化物，提高钢的强度与硬度，但Mn量过高，易产生过多的残余奥氏体，显著降低材料的耐磨性，增加过热敏感性，因此选择Wmn=0.5-1.0%。
3.硅；加入Si不但与Mn配合明显提高淬透性，能在一定程度上抑制Mn带来的过热敏感性，避免了奥氏体晶粒长大的不良倾向，同时可使第一类回火脆性提到更高的温度，但Mn含量过高，易使韧性降低。
因此一般Wsi=0.3-0.8%。
4.鉻；加入Cr是为了提高钢的强度与硬度，Cr是加强碳化物形成元素，在钢中形成合金碳化物。
Cr溶入奥氏体机体中，增加钢的淬透性，回火时阻碍或减缓碳化物的析出与聚集，使之保持较大的分散度，Cr还能细化晶粒，提高回火稳定性，但含量过高会造成导热性差，在一次结晶中形成粗大树枝晶，增大铸件热裂倾向，促进回火脆性。
因此确定Wcr=1.5-2.5%.5.Mo；能消除或减小回火脆性，发挥其提高淬透性，回火稳定性，细化晶粒，改变碳化物级别形态和分布的作用。
Mo和Cr同时加入还可强烈抑制过冷奥氏体向珠光体转变，使钢具有较高的韧性。
但价格昂贵，一般为Wmo=0.2-0.40%。
6.铜；不形成碳化物，以固溶体成于机体中，可改善钢的韧性，因此有类似于Ni的作用，能提高淬透性和机体的的电极、电位，增加钢的耐磨性，这一点对于在酸性介质下工作的耐磨性尤为重要。
Wcu=0.5%左右。
7.S,P; 属于钢中有害元素，在钢中易形成晶界夹杂物，增加钢的脆性及铸件在铸造和热处理过程中的开裂性。
Ws≤0.04% Wp ≤0.04%。
8.稀土元素；钢中的硫元素和氧与鉄形成硫化亚铁、氧化亚鉄，他们在钢的凝固过程中溶解度降低而达到饱和，并在晶粒周界处析出，使钢的晶粒得到净化。
合金元素在钢中的主要作用
合金元素在钢中的主要作用1.强度增加：合金元素的添加可以显著提高钢的强度。
例如，镍和铬被广泛用于制造不锈钢，它们可以提高钢的强度和耐腐蚀性能。
其他合金元素如硼、钼、钛和钒等也可以提高钢的强度。
2.耐腐蚀性提高：合金元素的添加可以提高钢的耐腐蚀性。
例如，铬的添加可以形成一层钝化膜，保护钢材不受环境腐蚀的影响。
因此，不锈钢中添加了较高比例的铬来提高其抗腐蚀性。
3.硬度增加：合金元素对钢的硬度有直接的影响。
添加硅和锰可以增加钢的硬度，从而提高其抗磨损性能。
硬度的提高对于汽车发动机零件、刀具和轴承等耐磨件来说是非常重要的。
4.可加工性改善：有些合金元素可以提高钢的可加工性，使得钢更容易被切削、锻造和焊接。
铝和钛等元素可以形成易于切削和锻造的中间相，从而提高钢材的可塑性。
5.热处理性能改善：合金元素的添加可以改善钢的热处理性能，使得钢更容易通过热处理来改变其组织和性质。
例如，铌和钛等合金元素的添加可以在钢中形成稳定的碳化物，从而提高硬化深度和抗热脆性。
6.电磁性能调节：合金元素的加入还可以影响钢的电磁性能。
例如，镍和锰等元素的添加可以提高钢的磁导率，使其更适合用于电磁设备和电动机。
7.温度变化下的性能稳定性：合金元素的添加可以使钢在温度变化下保持稳定的性能。
例如，锰和硅等元素的添加可以减轻钢在高温下的软化倾向，从而提高其高温下的机械性能。
值得注意的是，不同的合金元素对钢的性质有不同的影响。
合金元素的种类、含量、配比和钢的制造工艺等因素都会对钢的性能产生显著的影响。
因此，在具体的钢材制造中，需要根据不同的要求和使用环境来选择合适的合金元素组合，以达到最佳的性能。
合金元素在钢中的作用
元素在钢中的作用一、常存杂质元素对钢材性能的影响钢除含碳以外，还含有少量锰(Mn)、硅(Si)、硫(S)、磷(P)、氧（O）、氮（N）和氢（H）等元素。
这些元素并非为改善钢材质量有意加入的，而是由矿石及冶炼过程中带入的，故称为杂质元素。
这些杂质对钢性能是有一定影响，为了保证钢材的质量，在国家标准中对各类钢的化学成分都作了严格的规定。
1）硫硫来源于炼钢的矿石与燃料焦炭。
它是钢中的一种有害元素。
硫以硫化铁(FeS)的形态存在于钢中，FeS和 Fe形成低熔点(985℃)化合物。
而钢材的热加工温度一般在1150～1200℃以上，所以当钢材热加工时，由于 FeS化合物的过早熔化而导致工件开裂，这种现象称为“热脆”。
含硫量愈高，热脆现象愈严重，故必须对钢中含硫量进行控制。
高级优质钢：S＜0.02%～0.03%；优质钢：S＜0.03%～0.045%；普通钢：S＜0.055%～0.7%以下。
2）磷磷是由矿石带入钢中的，一般说磷也是有害元素。
磷虽能使钢材的强度、硬度增高，但引起塑性、冲击韧性显著降低。
特别是在低温时，它使钢材显著变脆，这种现象称"冷脆"。
冷脆使钢材的冷加工及焊接性变坏，含磷愈高，冷脆性愈大，故钢中对含磷量控制较严。
高级优质钢：P＜0.025%；优质钢：P＜0.04%；普通钢：P＜0.085%。
3）锰锰是炼钢时作为脱氧剂加入钢中的。
由于锰可以与硫形成高熔点(1600℃)的 MnS，一定程度上消除了硫的有害作用。
锰具有很好的脱氧能力，能够与钢中的FeO成为MnO进入炉渣，从而改善钢的品质，特别是降低钢的脆性，提高钢的强度和硬度。
因此，锰在钢中是一种有益元素。
一般认为，钢中含锰量在0.5%～0.8%以下时，把锰看成是常存杂质。
技术条件中规定，优质碳素结构钢中，正常含锰量是0.5%～0.8%；而较高含锰量的结构钢中，其量可达0.7%～1.2%。
4）硅硅也是炼钢时作为脱氧剂而加入钢中的元素。
合金元素在钢中的作用
合金元素在钢中的作用合金元素在钢中的作用，不外是与钢中的铁和碳两个基本组元发生作用，合金元素之间的相互作用，以及由此而影响钢的组织和相变过程，改变钢的性能等。
下面仅简述其几方面最基本的作用。
一、强化铁素体大多数合金元素都能溶于铁素体，形成合金铁素体。
由于合金元素与铁的晶格类型和原子半径的差异，引起铁素体的晶格畸变，产生固溶强化，使铁素体的强度、硬度提高，但塑性和韧性有下降的趋势。
如Si、Mn能显著提高铁素体的强度和硬度，但Si超过1%，Mn 超过1.5%时，都会降低铁素体的韧性，只有Ni比较特殊，在一定范围内（不超过5%）能显著强化铁素体的同时又能提高韧性。
二、形成合金碳化物在钢中能形成碳化物的元素有Fe、Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Zr、Ti等（按与碳的亲合能力由弱到强依次排列）。
与碳的亲合力超强，形成的碳化物越稳定。
根据合金元素与碳的亲合力的强弱和元素在钢中含量的多少，钢中的合金碳化物有合金渗碳体和特殊碳化物两种类型。
弱碳化物形成元素（如Mn）或较强碳化物形成元素（如Cr、W等）在钢中含量不多（0.5~3%）时，一般都倾向于溶入渗碳体形成合金渗碳体。
如(Fe,Mn)3C、(Fe,Cr)3C、(Fe,W)3C 等。
合金渗碳体的硬度和稳定性都略高于渗碳体。
强碳化物形成元素（如V、Nb、Ti等）或较强碳化物形成元素在钢中含量足够高（大于5%）时，就形成与渗碳体晶格完全不同的特殊碳化物。
如Cr23C6、WC、VC、TiC等。
这些碳化物具有更高的熔点、硬度和耐磨性，并且更为稳定。
在淬火加热时很难溶于奥氏体；回火时加热到较高温度才能从马氏体中析出；聚集长大也较慢。
当其在钢中呈弥散分布时，能显著提高钢的强度、硬度和耐磨性，而不降低韧性。
所以工具钢中常加入碳化物形成元素。
三、阻碍奥氏体的晶粒长大强碳化物形成元素Ti、Nb、V等形成的碳化物及Al形成的AlN、Al2O3等细小质点，分布在奥氏体晶界上，能强烈地阻碍奥氏体晶粒的长大，所以合金钢（除锰钢外）淬火加热时不易过热，这样有利于获得细马氏体；有利于提高加热温度，使奥氏体中溶入更多的合金元素，有利于改善钢的淬透性和机械性能。
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了合金化而加入的合金元素，最常用的有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒，钛，铌、硼、铝等。
现分别说明它们在钢中的作用。
1、硅在钢中的作用:(1)提高钢中固溶体的强度和冷加工硬化程度使钢的韧性和塑性降低。
(2) 硅能显著地提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比,这是一般弹簧钢。
(3)耐腐蚀性。
硅的质量分数为15％一20％的高硅铸铁，是很好的耐酸材料。
含有硅的钢在氧化气氛中加热时，表面也将形成一层SiO2薄膜，从而提高钢在高温时的抗氧化性。
缺点：（4）使钢的焊接性能恶化。
2、锰在钢中的作用（1）锰提高钢的淬透性。
（2）锰对提高低碳和中碳珠光体钢的强度有显著的作用。
（3）锰对钢的高温瞬时强度有所提高。
锰钢的主要缺点是，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晶粒元素如钼、钒、钛等来克服：⑧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。
3、铬在钢中的作用（1）铬可提高钢的强度和硬度。
（2）铬可提高钢的高温机械性能。
（3）使钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性（4）阻止石墨化（5）提高淬透性。
缺点：①铬是显著提高钢的脆性转变温度②铬能促进钢的回火脆性。
4、镍在钢中的作用（1）可提高钢的强度而不显著降低其韧性。
（2）镍可降低钢的脆性转变温度，即可提高钢的低温韧性。
（3）改善钢的加工性和可焊性。
（4）镍可以提高钢的抗腐蚀能力，不仅能耐酸，而且能抗碱和大气的腐蚀。
5、钼在钢中的作用（1）钼对铁素体有固溶强化作用。
（2）提高钢热强性（3）抗氢侵蚀的作用。
（4）提高钢的淬透性。
缺点：钼的主要不良作用是它能使低合金钼钢发生石墨化的倾向。
6、钨在钢中的作用(1) 提高强度（2）提高钢的高温强度。
（3）提高钢的抗氢性能。
（4）是使钢具有热硬性。
因此钨是高速工具钢中的主要合金元素。
7、钒在钢中的作用(1)热强性。
（2）钒能显著地改善普通低碳低合金钢的焊接性能。
8、钛在钢中的作用（1）钛能改善钢的热强性，提高钢的抗蠕变性能及高温持久强度；（金属材料长期在高温条件下受热应力的作用而产生缓慢、连续的塑性变形的现象，叫金属的蠕变）（2）并能提高钢在高温高压氢气中的稳定性。
使钢在高压下对氢的稳定性高达600℃以上，在珠光体低合金钢中，钛可阻止钼钢在高温下的石墨化现象。
因此，钛是锅炉高温元件所用的热强钢中的重要合金元素之一。
9、铌在钢中的作用（1）铌和碳、氮、氧都有极强的结合力，并与之形成相应的极为稳定的化合物，因而能细化晶粒，降低钢的过热敏感性和回火脆性。
(2)有极好的抗氢性能。
(3)铌能提高钢的热强性10、硼在钢中的作用；（1）提高钢的淬透性。
（2）提高钢的高温强度。
强化晶界的作用。
11、铝在钢中的作用(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％A1可使钢在980C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。
例如，含铁50％一55％、铬30％一35％、铝10％一15％的合金，在1 400C高温时，仍具有相当好的抗氧化性。
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)此外，铝还能提高对硫化氢和V2O5的抗腐蚀性。
缺点：①脱氧时如用铝量过多，将促进钢的石墨化倾向。
②当含铝较高时．其高温强度和韧性较低。
氮(N):氮能提高钢的强度，低温韧性和焊接性，增加时效敏感性。
时效硬化就是钢材在热处理后的放置过程中部组织发生变化，通常是第二相的析出导致的钢材在放置后比放置前变硬的现象，通常有室温时效和人工时效两种，两者的区别是时效温度的不同钢的应变时效定义为塑性变形时或变形后，固溶状态的间隙溶质（C、N）与位错交互作用，“钉扎”位错阻止变形的物理本质，从而导致强度提高，韧性下降的力学冶金现象。
如果钢中的自由碳、氮浓度足够大，就会在变形过程中，强度迅速提高，延性急剧下降，以致脆化。
这一过程决定于碳、氮，主要是氮的浓度、温度和变形速率。
溶质原子与各种位错均能发生反应，断裂是快速传递的。
应变时效脆化事故，往往是灾难性的，顷刻间发生，防不胜防。
为确保建筑的安全，建筑用钢，如螺纹钢筋在实际使用中，都要求抗应变时效性。
采用模拟应变时效状态：一般是施以10%的塑性变形，然后在100℃加热不大于12h时效，空冷至室温继续变形至断裂，检测应变时效性能。
螺纹钢筋的标准方法是反弯试验，试验方法在国际标准和发达国家的标准中都有规定。
方法是正弯（按规定弯曲半径）90°后，100℃加热不大于2h，空冷至室温后，反向弯曲20°。
观察弯曲面，如果断或裂，均为应变时效脆化的反应。
应变时效性是由钢中间隙溶质碳、氮原子引起，主要是氮。
碳在100℃以下的作用是微弱的。
成分设计的中心容是降低游离氮含量，达到无时效的水平。
铁中有0.0001%（1ppm）的氮即出现时效现象，而0.002%应变时效就达到最大值。
以当前炼钢技术，达到这个水平，在经济上不现实，普遍的是0.005%～0.006%。
冶金学家的方法是加入固定氮元素，使钢中的起时效作用的游离氮浓度接近于“0”。
目的：1.改善热轧过程中产生的应力和偏析，使珠光体均匀化2.可以提高钢材的强度，硬度3.消除应力保证钢材的公差尺寸铜是奥氏体形成元素。
由于铜有石墨化作用，所以其加入低碳钢中，并且数量不大于1.5%铜的主要作用是：1、改善耐蚀能力。
低碳钢含铜1％，抵抗大气腐蚀较不含铜的高出4倍。
不锈钢中加铜3－4％，也有帮助不锈钢防蚀作用。
可以增加钢的强度，不宜超过0.2％。
2、借助沉淀硬化来提高合金的抗拉强度。
3、铜在那些不发生沉淀硬化的钢中能够轻微的提高屈服强度。
4、在碳钢中它提高淬透性并降低延展性。
钢中加入Cu的作用：1、耐候钢使用，提高耐大气腐蚀能力，我个人认为作用有限，就是省钱；2、提高钢的深冲性能，如0Cr18Ni9Cu3，可以做成各种耐蚀的铆钉。
3、作为强化元素加入，如0Cr17Ni4Cu4Nb（17－4PH），15－5PH，起到沉淀硬化的作用。
3、在抗菌不锈钢中加入，特殊处理后，析出相有较好的杀菌作用。
碳（C）：是对钢的性能影响最大的基本元素。
不同的碳含量依据钢中杂质元素含量和轧后冷却条件的不同对于钢的性能影响是不同的，随着钢中碳含量的增加，碳钢在热轧状态下的硬度直线上升，塑性和韧性降低。
在亚共析围，碳对抗拉强度的影响是，随着碳含量增加，抗拉强度不断提高，超过共析围后，抗拉强度随碳含量的增加减缓，最后发展到随碳含量的增加抗拉强度降低。
另外，含碳量增加时碳钢的耐蚀性降低，同时碳也使碳钢的焊接性能和冷加工（冲压、垃拔）性能变坏。
硅（Si）：硅在碳钢的含量≤0.50％。
硅也是钢中的有益元素。
在沸腾钢中，含硅量很低，硅是作为脱氧元素加入到钢中。
在镇静钢中硅的含量一般为0.12～0.37％。
硅增大了钢液的流动性，除了形成非金属夹杂外，硅溶于铁素体中。
随着硅含量的提高，钢的抗拉强度提高，屈服点提高，伸长率下降，钢的面缩率和冲击韧性显著降低。
锰（Mn）：在碳钢中，锰是有益元素。
锰是作为脱氧除硫的元素加入到钢中的。
对于镇静钢来说，锰可以提高硅和铝的脱氧效果，可以同硫形成硫化锰，相当程度上降低硫在钢中的危害。
锰对碳钢的力学性能有良好的影响，它能提高钢热轧后的硬度和强度，原因是锰溶入铁素体中引起固溶强化。
因此，精炼过程中要按照技术要求严格稳定控制各炉次的锰含量。
磷（P）：一般来说，磷是钢中的有害元素。
它来源于矿石和生铁等炼钢原料。
磷能提高钢的强度，但使塑性和韧性降低，特别是使钢的脆性转折温度急剧上升，即提高钢的冷脆性（低温变脆）。
由于磷的有害影响，同时考虑到磷有较大的偏析，因而对其含量要严格的控制。
但是在含碳量比较低的钢种中，磷的冷脆危害比较小。
在这种情况下，可以用磷来提高钢的强度，如鞍钢生产的高强度IF钢就需要加入磷。
另外，在适当的情况下，还利用磷的其他一些有益作用，如增加钢的抗大气腐蚀能力，如集装箱用钢；提高磁性，如电工硅钢；改善钢材的易切削加工性，减少热轧薄板的粘结等。
硫（S）:一般来说，硫是有害元素，他主要来自于炼铁、炼钢时加入的原材料和燃烧产物，二氧化硫。
硫最大的为危害是引起钢在热加工时开裂，即产生所谓的热脆。
硫能提高钢材的切削加工性，这是硫的有益作用。
氮（N）：钢中的氮来自炉料，同时，在冶炼、浇铸时钢液也会从炉气和大气中吸收氮。
氮引起碳钢的淬火时效和形变时效，从而对碳钢的性能发生显著的影响。
由于氮的时效作用，钢的硬度、强度固然提高，但是塑性和韧性降低，特别是在形变时效的情况下，塑性和韧性的降低比较显著。
因此，对于普通低合金钢来说，时效现象是有害的，因而氮是有害元素。
但对于一些细晶粒钢以及含钒、铌钢，由于氮化物的强化细化晶粒作用，氮成为有益元素。
另外，作为合金元素，氮在不锈耐酸钢中得到应用，此外，氮化处理方法能使机器零件获得极好的综合力学性能，从而使零件的使用寿命延长。
氢（H）：钢中的氢是由锈蚀含水的炉料或从含有水蒸气的炉气中吸收的。
氢对钢的危害是很大的。
一是引起氢脆，即在低于钢材极限应力的作用下，经一定的时间后，在无任何预兆的情况下突然断裂，往往造成灾难性的后果。
二是导致钢材部产生大量细微裂纹缺陷——白点，在钢材纵端面上呈光滑的银白的斑点，在酸洗后的端面上呈较多的发丝状裂纹，白点使钢材的延伸率显著下降，尤其是端面收缩率和冲击韧性降低得更多，有时可能接近于零值。
因此具有白点的钢是不能用的，这类缺陷主要发生在合金钢中。
氧（O）及其他非金属夹杂物：氧在钢中的溶解度很低，几乎全部以氧化物夹杂形式存在于钢中，如FeO、AL2O3、MnO、CaO、MgO等。
除此之外，钢中还存在FeS、MnS、硅酸盐、氮化物及磷化物等。
这些夹杂物破坏了钢的基体的连续性，在静载荷和动载荷的情况下往往成为裂纹的起点。
这些非金属夹杂物的各种状态不同程度的影响到钢的各种性能，尤其是对于钢的塑性、韧性、疲劳强度和抗腐蚀性等危害很大。
因此，对于非金属夹杂物应严格控制。
求主要取决于它的组织结构。
大量的生产实践表明，钢的组织对钢性能的影响起着决定性的作用，而钢的组织又主要取决于它的化学成分和加工的生产工艺过程以及相应的热处理状态。
此外，还与钢中气体和非金属夹杂物的含量及其他的冶金缺陷有关。
一、合金元素对钢力学性能的影响由于合金钢的种类很多，且不同钢种的化学成分具有不同的规格围，而某一元素与其他元素共同配合又组成一定的相，才使钢具有一定的力学性能。
因此，孤立地分析某一元素对钢力学性能有多大影响不仅是困难的，而且也是片面的。