第一篇：C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo元素在钢中的作用和热处理时的影响
1、铬(Cr)
铬能增加钢的淬透性并有二次硬化作用。可提高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介质腐蚀的作用。还增加钢的热强性，铬为不锈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。
铬在调质结构钢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。(1)对钢的显做组织及热处理的作用
A、铬与铁形成连续固溶体，缩小奥氏体相区城。铬与碳形成多种碳化物，与碳的亲和力大于铁和锰而低于钨、钼等．铬与铁可形成金属间化合物σ相(FeCr)B、铬使珠光体中碳的浓度及奥氏体中碳的极限溶解度减少
C、减缓奥氏体的分解速度，显著提高钢的淬透性．但亦增加钢的回火脆性倾向(2)对钢的力学性能的作用
A、提高钢的强度和硬度．时加入其他合金元素时，效果较显著 B、显著提高钢的脆性转变温度
C、在含铬量高的Fe-Cr合金中，若有σ相析出，冲击韧性急剧下降(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用
A、提高钢的耐磨性，经研磨，易获得较高的表面光洁度 B、降低钢的电导率，降低电阻温度系数
C、提高钢的矫顽力和剩余磁感．广泛用于制造永磁钢
D、铬促使钢的表面形成钝化膜，当有一定含量的铭时，显著提高钢的耐腐蚀性能（特别是硝酸）。若有铬的碳化物析出时，使钢的耐腐蚀性能下降 E、提高钢的抗氧化性能
F、铬钢中易形成树枝状偏析，降低钢的塑性
G、由于铬使钢的热导率下降，热加工时要缓慢升温，锻、轧后要缓冷(4)在钢中的应用
A、合金结构钢中主要利用铬提高淬透性，并可在渗碳表面形成含铬碳化物以提高耐磨性 B、弹簧钢中利用铬和共他合金元素一起提供的综合性能
C、轴承钢中主要利用铬的特殊碳化物对耐磨性的贡献及研磨后表面光沽度高的优点 D、工具钢和高速钢中主要利用铬提高耐磨性的作用，并具有一定的回火稳定性和韧性 E、不锈钢、耐热钢中铬常与锰、氮、镍等联合便用，当需形成奥氏体钢时，稳定铁素体的铬与稳定奥氏体的锰、镍之间须有一定比例，如Cr18Ni9等 F、我国铬资源较少．应尽量节省铬的使用
2、钼(Mo)
钼在钢中能提高淬透性和热强性。防止回火脆性，增加剩磁和矫顽力以及在某些介质中的抗蚀性。
在调质钢中，钼能使较大断面的零件淬深、淬透，提高钢的抗回火性或回火稳定性，使零件可以在较高温度下回火，从而更有效地消除（或降低）残余应力，提高塑性。
在渗碳钢中钼除具有上述作用外，还能在渗碳层中降低碳化物在晶界上形成连续网状的
倾向，减少渗碳层中残留奥氏体，相对地增加了表面层的耐磨性。
在锻模钢中，钼还能保持钢有比较稳定的硬度，增加对变形、开裂和磨损等的抗力。
在不锈耐酸钢中，钼能进一步提高对有抗酸（如蚁酸、醋酸、草酸等）以及过氧化氢、硫酸，亚硫酸、硫酸盐、酸性染料、漂白粉液等的抗蚀性。特别是由于钼的加入，防止了氯离子存在所产生的点腐蚀倾向。
含1%左右钼的W12Cr4V4Mo高速钢具有高的耐磨性、回火硬度和红硬性等。
(1)对钢的显做组织及热处理的作用
A、钼在钢中可固溶于铁素体、奥氏体和碳化物中，它是缩小奥氏体相区的元素
B、当钢含量较低时，与铁、碳形成复合的渗碳体；含量较高时可形成钢的特殊碳化物 C、钼提高钢的淬透性，其作用较铬强．而稍逊于锰
D、钼提高钢的回火稳定性，作为单一合金元素存在时，增加钢的回火脆性；与铬、锰等并存时，钼又降低或抑止因其他元素所导致的回火脆性
(2)对钢的力学性能的作用
A、钼对铁素体有固溶强化作用．同时也提高碳化物的稳定性．从而提高钢的强度 B、钼对改善钢的延展性和韧性以及耐磨性起到有利作用
C、由于钼使形变强化后的软化和恢复温度以及再结晶温度提高，并强烈提高铁素体的蠕变抗力，有效抑制渗碳体在450-600℃下的聚集．促进特殊碳化物的析出，因而成为提高钢的热强性的最有效的合金元素
(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用
A、在含碳1.5％的磁钢中，2％-3％的钢提高剩余磁感和矫顽力 B、在还原性酸及强氧化性盐溶液中都能使钢表面钝化．因此钼可以普遍提高钢的抗蚀性能，防止钢在氯化物溶液中的点蚀
C、钼含量较高(>3%)时使钢的抗氧化性恶化
D、含钼不超过8％的钢仍可以锻、轧，但含量较高时，钢对热加工的变形抗力增高(4)在钢中的应用
A、在调质和渗碳结构钢、弹簧钢、轴承钢、工具钢、不锈耐酸钢、耐热钢、磁钢中都得到了广泛应用
B、铬钼钢在许多情况下可代替铬镍钢来制造重要的部件
C、我国富产钼，但在世界范围内的储量并不丰富。含钼钢在我国应适当发展，但钼是重要战略物资，应注意合理和节约使用
3、硅(Si)
硅能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度，其作用仅次于磷，较锰、镍、铬、钨、钼和钒等元素强。但含硅超过3%时,将显著降低钢的塑性和韧性。硅能提高钢的弹性极限、屈服强度和屈服比(σs/σb),以及疲劳强度和疲劳比(σ-1/σb)等,这是硅或硅锰钢可作为弹簧钢种的缘故。
硅能降低钢的密度、热导率和电导率。能促使铁素体晶粒粗化。降低矫顽力。有减小晶体的各向异性倾向，使磁化容易，磁阻减小，可用来生产电工用钢，所以硅钢片的磁滞损耗较低，硅能提高铁素体的磁导率，使硅钢片在较弱磁场下有较高的磁感强度。但在强磁场下，硅降低钢的磁感强度。硅因有强的脱氧力，从而减小了铁的磁时效作用。
含硅的钢在氧化气氛中加热时，表面将形成一层SiO2薄膜，从而提高钢在高温时的抗氧化性。
硅能促使铸钢中的柱状晶成长，降低塑性。硅钢若加热或冷却较快，由于热导率低，钢的内部和外部温差较大，因而易裂。
硅能降低钢的焊接性能。因为与氧的亲合力硅比铁强，在焊接时容易生成低熔点的硅酸
盐，增加熔渣和熔化金属的流动性，引起喷溅现象，影响焊缝质量。硅是良好的脱氧剂。用铝脱氧时酌加一定量的硅，能显著提高铝的脱氧能力。硅在钢中本来就有一定的残存，这是由于炼铁炼钢作为原料带入的。在沸腾钢中，硅限制在＜0.07%，有意加入时，则在炼钢时加入硅铁合金。
(1)对钢的显做组织及热处理的作用
A、作为钢中的合金元素，其含量一般不低于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
B、提高退火、正火和淬火温度，在亚共析钢中提高淬透性
C、硅不形成碳化物，有强烈的促进碳的石墨化的作用，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 D、在渗碳钢中，硅减小渗碳层厚度和碳的浓度 E、硅对钢水有良好脱氧作用
(2)对钢的力学性能的作用
A、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(σs/σb)．并提高应劳强度和疲劳比(σ-1/σb)B、硅含量超过3 ％时显著降低钢的塑性和韧性；硅提高塑／脆转变温度 C、硅易使钢中形成带状组织，使横向性能低于纵向性能 D、改善钢的耐磨性能
(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用
A、降低钢的密度、热导率、电导率和电阻温度系数
B、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
C、提高高温时钢的抗氧化性能，但硅含量高时，表面脱碳加剧 D、硅含量超过2.5 ％的钢，其变形加工较为困难 E、硅降低钢的可焊性
(4)在钢中的应用
A、在普通低合金钢中提高强度，改善局部腐蚀抗力，在调质钢中提高淬透性和抗回火性，是多元合金结构钢中的主要合金组元之一
B、硅含量为0.5 %-2.8 ％的SiMn 或SiMnB 钢(碳含量0.5 ％-0.7 %)广泛用于高载荷弹黄材料，同时加人W、V、Mo、Nb、Cr等强碳化物形成元素
C、硅钢片为含硅1.O ％-4.5 ％的低碳和超低碳钢，用于电机和变压器
D、在不锈钢和耐蚀钢中，与Mo、W、Cr、Al、Ti、N 等配合，提高抗蚀和抗高温氧化能力
E、硅含量较高的石墨钢用于冷作模具材料
4、锰(Mn)
锰是良好的脱氧剂和脱硫剂。钢中一般都含有一定量的锰，它能消除或减弱由于硫所引起的钢的热脆性，从而改善钢的热加工性能。
锰和铁形成固溶体，提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度；同时又是碳化物形成元素，进入渗碳体中取代一部分铁原子。锰在钢中由于降低临界转变温度。起到细化珠光体的作用。也间接地起到提高珠光体钢强度的作用；锰稳定奥氏体组织的能力仅次于镍，也强烈增加钢的淬透性。已用含量不超过2%的锰与其他元素配合制成多种合金钢。
锰具有资源丰富、效能多样的特点，获得了广泛的应用，如含锰较高的碳素结构钢、弹簧钢。
在高碳高锰耐磨钢中。锰含量可达10%一14%，经固溶处理后有良好的韧性，当受到冲击而变形时，表面层将因变形而强化，具有高的耐磨性。
锰与硫形成熔点较高的MnS。可防止因FeS而导致的热脆现象。锰有增加钢晶粒粗化的倾向和回火脆性敏感性。若冶炼浇铸和锻轧后冷却不当，容易使钢产生白点。(1)对钢的显做组织及热处理的作用
A、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
B、锰固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 γ)区下移．当锰含量超过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。在降低共析温度同时，使共析体中的碳含量减少
C、锰强烈降低钢的Ar1和马氏体转变温度(其作用仅次于碳）和钢中相变的速度，提高钢的淬透性，增加残余奥氏体含量
D、使钢的调质组织均匀、细化，避免了渗碳层中碳化物的聚集成块，但增大了钢的过热敏感性和回火脆性倾向
E、锰是弱碳化物形成元素
(2)对钢的力学性能的作用
A、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 B、由于细化了珠光体，显著提高低碳和中碳珠光体钢的强度，使延展性有所降低 C、通过提高淬透性而提高了调质处理索氏体钢的力学性能
D、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
(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用
A、随锰含量的增加，钢的热导率急剧下降，线胀系数上升，使快速加热或冷却时形成较大内应力，工件开裂倾向增大
B、使钢的电导率急剧降低，电阻率相应增大，电阻温度系数下降
C、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
D、锰含量很高时，钢的抗氧化性能下降
E、使钢中的硫形成较高熔点的MnS，避免了晶界上的FeS 薄膜，消除钢的热脆性，改善热加工性能
F、高锰奥氏体钢的变形阻力较大，且钢锭中柱状结晶明显，锻轧时较易开裂
G、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。在适当范围内应降低碳含量
(4)在钢中的应用
A、易切削钢中常有适量的锰和磷，MnS夹杂使切屑易于碎断
B、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，锰含量一般为1％-2% C、渗碳和调质合金结构钢的许多系列中含有不超过2％的锰
D、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 E、耐磨钢、无磁钢、不锈钢、耐热钢，包括高碳高锰耐磨铸钢(C:1.0 ％-1.4%，Mn:10％-14%)，中碳高锰无磁钢(C:0.3 ％-0.6% , Mn:18％-19%)，低碳高锰不锈钢(有Cr，无Ni或少Ni)，高锰耐热钢（以Mn代Ni 的耐热不起皮钢，或含有Al、Mo、V等）
5、硫(S)
提高硫和锰的含量，可改善钢的被切削性能，在易切削钢中硫作为有益元素加入。硫在
钢中偏析严重，恶化钢的质量。在高温下，降低钢的塑性，是一种有害元素，它以熔点较低的FeS的形式存在；单独存在的FeS的熔点只有1190℃，而在钢中与铁形成共晶体的共晶温度更低，只有988℃，当钢凝固时，硫化铁析集在原生晶界处。钢在1100-1200℃进行轧制时，晶界上的FeS就将熔化，大大地削弱了晶粒之间的结合力，导致钢的热脆现象。因此对硫应严加控制，一般控制在0.020%-0.050%。为了防止因硫导致的脆性，应加入足够的锰，使其形成熔点较高的MnS。若钢中含硫量偏高，焊接时由于SO2的产生，将在焊接金属内形成气孔和疏松，(1)对钢的显做组织及热处理的作用
A、氮和碳一样可固溶于铁，形成间隙式的固溶体
B、氮扩大钢的奥氏体相区，是一种很强的形成和稳定奥氏体的元素，具效力约20 倍于镍，在-定限度内可代替一部分镍用于钢中
C、渗入钢表面的氮与铬、铝、钒、钛等元素可化合成极稳定的氮化物，成为表而硬化和强化元素
D、氮使高铬和高铬镍钢的组织致密坚实 E、钢中残留氮量过高会导致宏观组织疏松或气孔(2)对钢的力学性能的作用
A、氮有固溶强化作用
B、含氮铁素体钢中，在快冷后的回火或在室温长时间停留时，由于析出超显微氮化物，可发生沉淀硬化过程• 氮也使低碳钢发生应变时效现象。在强度和硬度提高的同时，钢的韧性下降，缺口敏感性增加，氮导致钢的脆性的特件近似磷，其作用远大于磷、氮也是导致钢产生蓝脆的主要原因
C、提高高铬和高铬镍钢的强度，而塑性并不降低，冲击韧性还有显著提高 D、氮还能提高钢的蠕变和高温持久强度(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、氮对不锈钢的抗蚀性能无显著影响
B、对钢的高温抗氧化性也无显著影响，氮含量过高（如＞0.16%）可使抗氧化性恶化 C、含氮钢冷作变形硬化率较高，采用冷变形工艺时．应予注意
D、氮可降低高铬铁素体钢的晶粒长大倾向，从而改善其焊接性能(4)在钢中的应用
A、氮作为合金元家，在钢的含量一般小于0.3%，特殊情况下可高达0.6% B、主要应用于渗氮调质结构钢、普通低合金钢、不锈耐酸钢及耐热不起皮钢。氮在钢中作为合金元素的应用还在扩大
6、磷(P)磷在钢中固溶强化和冷作硬化作用强，作为合金元素加入低合金结构钢中，能提高其强度和钢的耐大气腐蚀性能，但降低其冷冲压性能。磷与硫和锰联合使用，能增加钢的被切削性能，增加加工件的表面质量，用于易切钢，所以易切钢含磷也较高。磷溶于铁素体，虽然能提高钢的强度和硬度，最大的害处是偏析严重，增加回火脆性，显著降低钢的塑性和韧性，致使钢在冷加工时容易脆裂，也即所谓”冷脆”现象。磷对焊接性也有不良影响。磷是有害元素，应严加控制，一般含量不大于0.030%-0.040%。
7、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，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。典型的例子是低碳钢、高碳钢、高碳钢力学性能变化
第二篇：c si mn p cr s ni ti nb cu化学元素对钢性能的影响 对钢材起的作用
c si mn p cr s ni ti nb cu化学元素对钢性能的影响 对钢材起的作用
1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，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。
2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。硅和钼、钨、铬等结
合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增加，会降低钢的焊接性能。
3、锰（Mn）：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，如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11－14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。
4、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。
5、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。
6、铬（Cr）：在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。
7、镍(Ni)：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源，故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。
8、钼(Mo)：钼能使钢的晶粒细化，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。
9、钛(Ti)：钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密，细化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛，可避免晶间腐蚀。
10、钒(V)：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。
11、钨(W)：钨熔点高，比重大，是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨，可显著提高红硬性和热强性，作切削工具及锻模具用。
12、铌(Nb)：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性，提高强度，但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌，可防止晶间腐蚀现象。
13、钴(Co)：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。
14、铜(Cu)：武钢用大冶矿石所炼的钢，往往含有铜。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。
15、铝(Al)：铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性，如作深冲薄板的08Al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。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。
16、硼(B)：钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能，提高强度。
17、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。
18、稀土(Xt)：稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。这些元素都是金属，但他们的氧化物很象“土”，所以习惯上称稀土。钢中加入稀土，可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质，从而改善了钢的各种性能，如韧性、焊接性，冷加工性能。在犁铧钢中加入稀土，可提高耐磨性。
http://.xiexiebang.com/baosteel_csm/ce/tLfqmActionCas.cas?orderNum=L1E0007046&uCode=U00108&userNum=000425&system=GS&saleNetwork=E&companyNo=T07393001&userNo=T07393001&printFlag=0&downFlag=0 化学元素符号、中文名、英文名及其读法
第 01 号元素: 氢 [化学符号]H, 读“轻”, [英文名称]Hydrogen
第 02 号元素: 氦 [化学符号]He, 读“亥”, [英文名称]Helium
第 03 号元素: 锂 [化学符号]Li, 读“里”, [英文名称]Lithium
第 04 号元素: 铍 [化学符号]Be, 读“皮”, [英文名称]Beryllium
第 05 号元素: 硼 [化学符号]B, 读“朋”, [英文名称]Boron
第 06 号元素: 碳 [化学符号]C, 读“炭”, [英文名称]Carbon
第 07 号元素: 氮 [化学符号]N, 读“淡”, [英文名称]Nitrogen
第 08 号元素: 氧 [化学符号]O, 读“养”, [英文名称]Oxygen
第 09 号元素: 氟 [化学符号]F, 读“弗”, [英文名称]Fluorine
第 10 号元素: 氖 [化学符号]Ne, 读“乃”, [英文名称]Neon
第 11 号元素: 钠 [化学符号]Na, 读“纳”, [英文名称]Sodium
第 12 号元素: 镁 [化学符号]Mg, 读“美”, [英文名称]Magnesium
第 13 号元素: 铝 [化学符号]Al, 读“吕”, [英文名称]Aluminum
第 14 号元素: 硅 [化学符号]Si, 读“归”, [英文名称]Silicon
第 15 号元素: 磷 [化学符号]P, 读“邻”, [英文名称]Phosphorus
第 16 号元素: 硫 [化学符号]S, 读“流”, [英文名称]Sulfur
第 17 号元素: 氯 [化学符号]Cl, 读“绿”, [英文名称]Chlorine
第 18 号元素: 氩 [化学符号]Ar,A, 读“亚”, [英文名称]Argon
第 19 号元素: 钾 [化学符号]K, 读“甲”, [英文名称]Potassium
第 20 号元素: 钙 [化学符号]Ca, 读“丐”, [英文名称]Calcium
第 21 号元素: 钪 [化学符号]Sc, 读“亢”, [英文名称]Scandium
第 22 号元素: 钛 [化学符号]Ti, 读“太”, [英文名称]Titanium
第 23 号元素: 钒 [化学符号]V, 读“凡”, [英文名称]Vanadium
第 24 号元素: 铬 [化学符号]Cr, 读“各”, [英文名称]Chromium
第 25 号元素: 锰 [化学符号]Mn, 读“猛”, [英文名称]Manganese
第 26 号元素: 铁 [化学符号]Fe, 读“铁”, [英文名称]Iron
第 27 号元素: 钴 [化学符号]Co, 读“古”, [英文名称]Cobalt
第 28 号元素: 镍 [化学符号]Ni, 读“臬”, [英文名称]Nickel
第 29 号元素: 铜 [化学符号]Cu, 读“同&
第 30 号元素: 锌 [化学符号]Zn, 读“辛”, [英文名称]Zinc
第 31 号元素: 镓 [化学符号]Ga, 读“家”, [英文名称]Gallium
第 32 号元素: 锗 [化学符号]Ge, 读“者”, [英文名称]Germanium
第 33 号元素: 砷 [化学符号]As, 读“申”, [英文名称]Arsenic
第 34 号元素: 硒 [化学符号]Se, 读“西”, [英文名称]Selenium
第 35 号元素: 溴 [化学符号]Br, 读“秀”, [英文名称]Bromine
第 36 号元素: 氪 [化学符号]Kr, 读“克”, [英文名称]Krypton
第 37 号元素: 铷 [化学符号]Rb, 读“如”, [英文名称]Rubidium
第 38 号元素: 锶 [化学符号]Sr, 读“思”, [英文名称]Strontium
第 39 号元素: 钇 [化学符号]Y, 读“乙”, [英文名称]Yttrium
第 40 号元素: 锆 [化学符号]Zr, 读“告”, [英文名称]Zirconium
第 41 号元素: 铌 [化学符号]Nb, 读“尼”, [英文名称]Niobium
第 42 号元素: 钼 [化学符号]Mo, 读“目”, [英文名称]Molybdenum
第 43 号元素: 碍 [化学符号]Tc, 读“得”, [英文名称]Technetium
第 44 号元素: 钌 [化学符号]Ru, 读“了”, [英文名称]Ruthenium
第 45 号元素: 铑 [化学符号]Rh, 读“老”, [英文名称]Rhodium
第 46 号元素: 钯 [化学符号]Pd, 读“巴”, [英文名称]Palladium
第 47 号元素: 银 [化学符号]Ag, 读“银”, [英文名称]Silver
第 48 号元素: 镉 [化学符号]Cd, 读“隔”, [英文名称]Cadmium
第 49 号元素: 铟 [化学符号]In, 读“因”, [英文名称]Indium
第 50 号元素: 锡 [化学符号]Sn, 读“西”, [英文名称]Tin
第 51 号元素: 锑 [化学符号]Sb, 读“梯”, [英文名称]Antimony
第 52 号元素: 碲 [化学符号]Te, 读“帝”, [英文名称]Tellurium
第 53 号元素: 碘 [化学符号]I, 读“典”, [英文名称]Iodine
第 54 号元素: 氙 [化学符号]Xe, 读“仙”, [英文名称]Xenon
第 55 号元素: 铯 [化学符号]Cs, 读“色”, [英文名称]Cesium
第56 号元素: 钡 [化学符号]Ba, 读“贝”, [英文 名称]Barium
第 57 号元素: 镧 [化学符号]La, 读“蓝”, [英文名第 58 号元素: 铈 [化学符号]Ce, 读“市”, [英文名称]Cerium
Lanthanum 第 59 号元素: 镨 [化学符号]Pr, 读“普”, [英文名称]Praseodymium
第 60 号元素: 钕 [化学符号]Nd, 读“女”, [英文名称]Neodymium
第 61 号元素: 钷 [化学符号]Pm, 读“颇”, [英文名称]Promethium
第 62 号元素: 钐 [化学符号]Sm, 读“衫”, [英文名称]Samarium
第 63 号元素: 铕 [化学符号]Eu, 读“有”, [英文名称]Europium
第 64 号元素: 钆 [化学符号]Gd, 读“嘎（二声）”, [英文名称]Gadolinium
第 65 号元素: 铽 [化学符号]Tb, 读“特”, [英文名称]Terbium
第 66 号元素: 镝 [化学符号]Dy, 读“滴”, [英文名称]Dysprosium
第 67 号元素: 钬 [化学符号]Ho, 读“火”, [英文名称]Holmium
第 68 号元素: 铒 [化学符号]Er, 读“耳”, [英文名称]Erbium
第 69 号元素: 铥 [化学符号]Tm, 读“丢”, [英文名称]Thulium
第 70 号元素: 镱 [化学符号]Yb, 读“意”, [英文名称]Ytterbium
第 71 号元素: 镥 [化学符号]Lu, 读“鲁”, [英文名称]Lutetium
第 72 号元素: 铪 [化学符号]Hf, 读“哈”, [英文名称]Hafnium
第 73 号元素: 钽 [化学符号]Ta, 读“坦”, [英文名称]Tantalum
第 74 号元素: 钨 [化学符号]W, 读“乌”, [英文名称]Tungsten
第 75 号元素: 铼 [化学符号]Re, 读“来”, [英文名称]Rhenium
第 76 号元素: 锇 [化学符号]Os, 读“鹅”, [英文名称]Osmium
第 77 号元素: 铱 [化学符号]Ir, 读“衣”, [英文名称]Iridium
第 78 号元素: 铂 [化学符号]Pt, 读“博”, [英文名称]Platinum
第 79 号元素: 金 [化学符号]Au, 读“今”, [英文名称]Gold
第 80 号元素: 汞 [化学符号]Hg, 读“拱”, [英文名称]Mercury 第 81 号元素: 铊 [化学符号]Tl, 读“他”, [英文名称]Thallium
第 82 号元素: 铅 [化学符号]Pb, 读“千”, [英文名称]Lead
第 83 号元素: 铋 [化学符号]Bi, 读“必”, [英文名称]Bismuth
第 84 号元素: 钋 [化学符号]Po, 读“泼”, [英文名称]Polonium
第 85 号元素: 砹 [化学符号]At, 读“艾”, [英文名称]Astatine第
第 86 号元素: 氡 Rn, 读“冬”, [英文名称]Radon
第 87 号元素: 钫 [化学符号]Fr, 读“方”, [英文名称]Francium
第 88 号元素: 镭 [化学符号]Ra, 读“雷”, [英文名称]Radium
第 89 号元素: 锕 [化学符号]Ac, 读“阿”, [英文名称]Actinium
第 90 号元素: 钍 [化学符号]Th, 读“土”, [英文名称]Thorium
第 91 号元素: 镤 [化学符号]Pa, 读“葡”, [英文名称]Protactinium
第 92 号元素: 铀 [化学符号]U, 读“由”, [英文名称]Uranium
第 93 号元素: 镎 [化学符号]Np, 读“拿”, [英文名称]Neptunium
第 94 号元素: 钚 [化学符号]Pu, 读“布”, [英文名称]Plutonium
第 95 号元素: 镅 [化学符号]Am, 读“眉”, [英文名称]Americium
第 96 号元素: 锔 [化学符号]Cm, 读“局”, [英文名称]Curium
第 97 号元素: 锫 [化学符号]Bk, 读“陪”, [英文名称]Berkelium
第 98 号元素: 锎 [化学符号]Cf, 读“开”, [英文名称]Californium
第 99 号元素: 锿 [化学符号]Es, 读“哀”, [英文名称]Einsteinium
第 100 号元素: 镄 [化学符号]Fm, 读“费”, [英文名称]Fermium
第 101 号元素: 钔 [化学符号]Md, 读“门”, [英文名称]Mendelevium
第 102 号元素: 锘 [化学符号]No, 读“诺”, [英文名称]Nobelium 第 103 号元素: 铹 [化学符号]Lw, 读“劳”, [英文名称]Lawrencium
第 104 号元素: 钅卢 [化学符号]Rf, 读“卢”, [英文名称]Rutherfordium
第 105 号元素: 钅杜 [化学符号]Db, 读“杜”, [英文名称]Dubnium
第 106 号元素: 钅喜 [化学符号]Sg , 读“喜”, [英文名称]Seaborgium
第 107 号元素: 钅波 [化学符号]Bh, 读“波”, [英文名称]Bohrium
第 108 号元素: 钅黑 [化学符号]Hs, 读“黑”, [英文名称]Hassium
第 109 号元素: 钅麦 [化学符号]Mt, 读“麦”,[英文名称]Meitnerium
第 110 号元素: 钅达 [化学符号]Ds, 读“达”, [英文名称]Darmstadtium
第 111 号元素: 钅仑 [化学符号]Rg, , 读“伦”, [英文名称]Roentgenium
第三篇：合金钢合金元素在钢中的作用
合金钢合金元素在钢中的作用
1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，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。
2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增加，会降低钢的焊接性能。
3、锰（Mn）：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，如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11－14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。
4、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。
5、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。
6、铬（Cr）：在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。
7、镍(Ni)：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源，故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。
8、钼(Mo)：钼能使钢的晶粒细化，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。
9、钛(Ti)：钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密，细化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛，可避免晶间腐蚀。
10、钒(V)：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。
11、钨(W)：钨熔点高，比重大，是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨，可显著提高红硬性和热强性，作切削工具及锻模具用。
12、铌(Nb)：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性，提高强度，但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌，可防止晶间腐蚀现象。
13、钴(Co)：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。
14、铜(Cu)：武钢用大冶矿石所炼的钢，往往含有铜。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。
15、铝(Al)：铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性，如作深冲薄板的08Al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。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。
16、硼(B)：钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能，提高强度。
17、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。
18、稀土(Xt)：稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。这些元素都是金属，但他们的氧化物很象“土”，所以习惯上称稀土。钢中加入稀土，可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质，从而改善了钢的各种性能，如韧性、焊接性，冷加工性能。在犁铧钢中加入稀土，可提高耐磨性。
钼：Mo在白口铸铁中，质量分数的50%消耗于形成Mo2C,质量分数25%进入碳化物，质量分数25%的Mo溶入金属集体。进入基体的Mo提高铸铁的淬透性，随Mo量提高，淬透性改善。Mo提高高铬白口铸铁淬透性的能力与铬碳比有紧密关系。当Mo与Cu、Ni、Cr任一元素或与Cr Ni二元素同时添加时，提高淬透性的作用更加明显。另外，Mo在Ni-Cr型马氏体白口铸铁中有替代Ni的能力。
镍：Ni不溶于碳化物而全部进入奥氏体，因此，它提高淬透性的作用得以充分发挥。在低铬白口铸铁中加入质量分数约2.5%的镍，可促使组织中得到硬而细的珠光体。当w（Ni）>4.5%可阻止珠光体形成。更高的镍量（w（Ni）>6.5%）可使奥氏体稳定，在低温或在铸态下发生马氏体转变。如镍硬白口铸铁在铸态条件下就可得到马氏体基体 M7C3共晶碳化物的组织。对于大截面高铬白口铸铁，添加w(Ni)=0.2%~1.5%能抑制珠光体形成，若Ni与Mo同时添加，抑制作用更明显。
铜：在低铬与高铬马氏体白口铸铁中，铜能抑制珠光体形成的作用。由于铜在奥氏体中的溶解度有限，所以不能添加太多，以w(Cu)<2.5%为宜，故Cu在镍硬铸铁中不能取代Ni。当Cu、Mo联合添加时，可显著提高淬透性。但是过量的铜会引起残余奥氏体增多，影响材料耐磨性。减少铸铁中的碳、铬量可降低奥氏体稳定性，但同时将使马氏体量减少，引起硬度降低。
钒：V是强烈的碳化物形成元素，铸态下形成初生碳化物，或二次碳化物，增加激冷程度。钒在薄壁铸件中产生的强烈激冷作用可借助Ni、Cu或增加C、Si含量给与平衡。此外，少量的钒，如w(V)=0.1%~0.5%可使粗大的柱状晶细化。由于钒与溶液中的碳结合，导致基体碳量降低，从而提高马氏体转化温度，促使在铸造条件下完全转成马氏体。
硅：Si在白口铸铁中是被限制的元素，因为Si增加碳的活性，容易促使石墨形成，阻止白口产生。另外，硅降低淬透性，容易促使形成珠光体，影响材料耐磨性。低合金白口铸铁中w(Si)=1%左右，高铬白口铸铁含硅量常控制在w(Si)=0.4%~0.7%。Si量过低（如w(Si)<0.4%）对脱氧不利。与一般结论不同，有文献报道，Si在中铬白口铸铁中，有使(Fe、Cr)7C3碳化物量增加的趋势
钢铁材料中主要元素及其对组织和性能的影响
元素符号
对组织的影响
对 性 能 的 影 响
Al
缩小γ相区，形成γ相圈；在α铁及γ铁中的最大溶解度分别为36%及0.6%，不形成碳化物，但与氮及氧亲和力极强
主要用来脱氧和细化晶粒。在渗碳钢中促使形成坚硬耐蚀的渗碳层。含量高时，赋予钢高温抗氧化及耐氧化性介质、H2S气体的腐蚀作用。固溶强化作用大。在耐热合金中，与镍形成γ′相（Ni3Al），从而提高其热强性。有促使石墨化倾向，对淬透性影响不显著 As
缩小γ相区，形成γ相圈，作用与磷相似，在钢中偏析严重
含量不超过0.2%时，对钢的一般力学性能影响不大，但增加回火脆性敏感性
B
缩小γ相区，但因形成Fe2B，不形成γ相圈。在α铁及γ铁中的最大溶解度分别为0.008%及0.02%
微量硼在晶界上阻抑铁素体晶核的形成，从而延长奥氏体的孕育期，提高钢的淬透性。但随钢中碳含量的增加，此种作用逐渐减弱以至完全消失
C
扩大γ相区，但因渗碳体的形成，不能无限固溶。在α铁及γ铁中的最大溶解度分别为0.02%及2.1%
随含量的增加，提高钢的硬度和强度，但降低其塑性和韧性 Co
无限固溶于γ铁，在α铁中的溶解度为76%。非碳化物形成元素
有固溶强化作用，赋予钢红硬性，改善钢的高温性能和抗氧化及耐蚀的能力，为超硬高速钢及高温合金的重要合金化元素。提高钢的MS点，降低钢的淬透性
Cr
缩小γ相区，形成γ相圈，在α铁中无限固溶，在γ铁中的最大溶解度为12.5%，中等碳化物形成元素，随铬含量的增加，可形成（Fe，Cr）3C，（Cr，Fe）7C3，（Cr，Fe）23C6等碳化物
增加钢的淬透性并有二次硬化作用，提高高碳钢的耐磨性。含量超过12%时，使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀的作用，并增加钢的热强性。为不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金化元素。含量高时，易发生σ和475℃脆性
Cu
扩大γ相区，但不无限固溶；在α铁及γ铁中的最大溶解度分别约2%或8.5%。在724℃及700℃时，在α铁中的溶解度剧降至0.68%及0.52%
当含量超过0.75%时，经固溶处理和时效后可产生时效强化作用。含量低时，其作用与镍相似，但较弱。含量较高时，对热变形加工不利，如超过0.30%，在氧化气氛中加热，由于选择性氧化作用，在表面将形成一富铜层，在高温熔化并侵蚀钢表面层的晶粒边界，在热变形加工时导致高温铜脆现象。如钢中同时含有超过铜含量1/3的镍，则可避免此种铜脆的发生，如用于铸钢件则无上述弊病。在低碳低合金钢中，特别与磷同时存在时，可提高钢的抗大气腐蚀性能。Cu2%～3%在奥氏体不锈钢中可提高其对硫酸、磷酸及盐酸等的抗腐蚀性及对应力腐蚀的稳定性 H
扩大γ相区，在奥氏体中的溶解度远大于在铁素体中的溶解度；而在铁素体中的溶解度也随温度的下降而剧减
氢易使钢产生白点等不允许有的缺陷，也是导致焊缝热影响区中发生冷裂的重要因素。因此，应采取一切可能的措施降低钢中的氢含量
Mn
扩大γ相区，形成无限固溶体。对铁素体及奥氏体均有较强的固溶强化作用。为弱碳化物形成元素，进入渗碳体替代部分铁原子，形成合金渗碳体
与硫形成熔点较高的MnS，可防止因FeS而导致的热脆现象。降低钢的下临界点，增加奥氏体冷却时的过冷度，细化珠光体组织以改善其机械性能，为低合金钢的重要合金化元素之一，并为无镍及少镍奥氏体钢的主要奥氏体化元素。提高钢的淬透性的作用强，但有增加晶粒粗化和回火脆性的不利倾向
Mo
缩小γ相区，形成γ相圈，在α铁及γ铁中的最大溶解度分别约4%及37.5%。强碳化物形成元素
阻抑奥氏体到珠光体转变的能力最强，从而提高钢的淬透性，并为贝氏体高强度钢的重要合金化元素之一。含量约0.5%时，能降低或抑止其他合金元素导致的回火脆性。在较高回火温度下，形成弥漫分布的特殊碳化物，有二次硬化作用。提高钢的热强性和蠕变强度，含Mo2%～3%能增加耐蚀钢抗有机酸及还原性介质腐蚀的能力.xiexiebang.com' o" [(u# D R& ~% ^;]
N
扩大γ相区，但由于形成氮化铁而不能无限固溶；在α铁及γ铁中的最大溶解度分别约0.1%及2.8%。不形成碳化物，氮与钢中其他合金元素形成氮化物，如TiN，VN，AlN等
有固溶强化和提高淬透性的作用，但均不太显著。由于氮化物在晶界上析出，提高晶界高温强度，从而增加钢的蠕变强度。在奥氏体钢中，可以取代一部分镍。与钢中其他元素化合，有沉淀硬化作用；对钢抗腐蚀性能的影响不显著，但钢表面渗氮后，不仅增加其硬度和耐磨性能，也显著改善其抗蚀性。在低碳钢中，残余氮会导致时效脆性
Nb
缩小γ相区，但由于拉氏相NbFe2的形成而不形成γ相圈；在α铁及γ铁中的最大溶解度分别约为1.8%及2.0%。强碳化物及氮化物形成元素
部分元素进入固溶体，固溶强化作用很强。固溶于奥氏体时，显著提高钢的淬透性；但以碳化物及氧化物微细颗粒形态存在时，却细化晶粒并降低钢的淬透性。增加钢的回火稳定性，有二次硬化作用。微量铌可以在不影响钢的塑性或韧性的情况下，提高钢的强度。由于细化晶粒的作用，提高钢的冲击韧性并降低其脆性转折温度。当含量大于碳含量的8倍时，几乎可以固定钢中所有的碳，使钢具有很好的抗氢性能；在奥氏体钢中，可以防止氧化介质对钢的晶间腐蚀。由于固定钢中的碳和沉淀硬化作用，可以提高热强钢的高温性能，如蠕变强度等
Ni
扩大γ相区，形成无限固溶体，在α铁中的最大溶解度约10%。不形成碳化物
固溶强化及提高淬透性的作用中等。细化铁素体晶粒，在强度相同的条件下，提高钢的塑性和韧性，特别是低温韧性。为主要奥氏体形成元素并改善钢的耐蚀性能。与铬、钼等联合使用，提高钢的热强性和耐蚀性，为热强钢及奥氏体不锈耐酸钢的主要合金元素之一三维网技术论坛3 ]3 N5 `$ _: g* N9 s
O
缩小γ相区，但由于氧化铁的形成，不形成γ相圈；在α铁及γ铁中的最大溶解度分别约为0.03%及0.003%
固溶于钢中的数量极少，所以对钢性能的影响并不显著。超过溶解度部分的氧以各种夹杂的形式存在，对钢塑性及韧性不利
P
缩小γ相区，形成γ相圈；在α铁及γ铁中的最大溶解度分别为2.8%及0.25%。不形成碳化物，但含量高时易形成Fe3P
固溶强化及冷作硬化作用极强；与铜联合使用，提高低合金高强度钢的耐大气腐蚀性能，但降低其冷冲压性能。与硫锰联合使用，增加钢的被切削性。在钢中偏析严重。增加钢的回火脆性及冷脆敏感性
Pb
基本上不溶于钢中
含量在0.2%左右并以极微小的颗粒存在时，能在不显著影响其他性能的前提下，改善钢的被切削性
RE
包括元素周期表ⅢB族中镧系元素及钇和钪，共17个元素。它们都缩小γ相区，除镧外，都由于中间化合物的形成而不形成γ相圈；它们在铁中的溶解度都很低，如铈和钕的溶解度都不超过0.5%。它们在钢中，半数以上进入碳化物中，小部分进入夹杂物中，其余部分存在于固溶体中。它们和氧、硫、磷、氮、氢的亲和力很强，和砷、锑、铅、铋、锡等也都能形成熔点较高的化合物
有脱气、脱硫和消除其他有害杂质的作用。还改善夹杂物的形态和分布，改善钢的铸态组织，从而提高钢的质量。0.2%的稀土加入量可以提高钢的抗氧化性、高温强度及蠕变强度；也可以较大幅度地提高不锈耐酸钢的耐蚀性
S
缩小γ相区，因有FeS的形成，未能形成γ相圈。在铁中溶解度很小，主要以硫化物的形式存在提高硫和锰的含量，可以改善钢的被切削性。在钢中偏析严重，恶化钢的质量。如以熔点较低的FeS的形式存在时，将导致钢的热脆现象。为了防止因硫导致的热脆应有足够的锰，使形成熔点较高的MnS。硫含量偏高，焊接时由于SO2的产生，将在焊缝金属内形成气孔和疏松
Si
缩小γ相区，形成γ相圈；在α铁及γ铁中的溶解度分别为18.5%及2.15%。不形成碳化物
为常用的脱氧剂。对铁素体的固溶强化作用仅次于磷，提高钢的电阻率，降低磁滞损耗，对磁导率也有所改善，为硅钢片的主要合金化元素。提高钢的淬透性和抗回火性，对钢的综合力学性能，特别是弹性极限有利。还可增强钢在自然条件下的耐蚀性。为弹簧钢和低合金高强度钢中常用的合金元素。含量较高时，对钢的焊接性不利，因焊接时飞溅较严重，有损焊缝质量，并易导致冷脆；对中高碳钢回火时易产生石墨化
Ti
缩小γ相区，形成γ相圈；在α铁及γ铁中的最大溶解度分别约为7%及0.75%，系最强的碳化物形成元素，与氮的亲和力也极强
固溶状态时，固溶强化作用极强，但同时降低固溶体的韧性。固溶于奥氏体中提高钢淬透性的作用很强，但化合钛，由于其细微颗粒形成新相的晶核从而促进奥氏体分解，降低钢的淬透性。提高钢的回火稳定性，并有二次硬化作用。含量高时析出弥散分布的拉氏相TiFe2，而产生时效强化作用。提高耐热钢的抗氧化性和热强性，如蠕变和持久强度。在高镍含铝合金中形成γ′相〔Ni3（Al，Ti）〕，弥散析出，提高合金的热强性，有防止和减轻不锈耐酸钢晶间和应力腐蚀的作用。由于细化晶粒和固定碳，对钢的焊接性有利
V
缩小γ相区，形成γ相圈；在α铁中无限固溶，在γ铁中的最大溶解度约1.35%。强碳化物及氮化物形成元素
固溶于奥氏体中可提高钢的淬透性；但以化合物状态存在的钒，由于这类化合物的细小颗粒形成新相的晶核，将降低钢的淬透性。增加钢的回火稳定性并有强烈的二次硬化作用。有细化晶粒作用，所以对低温冲击韧度有利。碳化钒是金属碳化物中最硬最耐磨的，可提高工具钢的使用寿命。钒通过细小碳化物颗粒的弥散分布可以提高钢的蠕变和持久强度。钒、碳含量比大于5.7时可防止或减轻介质对不锈耐酸钢的晶间腐蚀，并大大提高钢抗高温高压氢腐蚀的能力，但对钢高温抗氧化不利。
合金模具钢中加入合金元素的目的及作用 Mn
1、在低含量范围内，对钢具有很大的强化作用，提高强度、硬度和耐磨性
2、降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性
3、稍稍改善钢的低温韧性
4、在高含量范围内，作为主要的奥氏体化元素。
Si
1、强化铁素体，提高钢的强度和硬度
2、降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性
3、提高钢的氧化性腐蚀介质中的耐蚀性，提高钢的耐热性
4、磁钢中的主要合金元素（含量在0.40%范围内时，改善热裂倾向，含量高时，易形成柱状晶，增加热裂倾向。）
Cr
1、在低合金范围内，对钢具有很大的强化作用，提高强度、硬度和耐磨性
2、降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性
3、提高钢的耐热性
4、在高合金范围内，使钢具有对强氧化性酸类等腐蚀介质的耐腐蚀能力 Mo
1、强化铁素体，提高钢的强度和硬度
2、降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性
3、提高钢的耐热性和高温强度
Ni
1、提高钢的强度，而不降低其塑性，改善钢的低温韧性
2、降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性
3、扩大奥氏体区，是奥氏体化的有效元素
4、本身具有一定耐蚀性，对一些还原性酸类有良好的耐蚀能力
Al
1、炼钢中起良好的脱氧作用
2、细化钢的晶粒，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
Si
1、硫在钢中以FeS-Fe共晶体存在于钢的晶粒周界，降低钢的力学性能，优制钢含硫量一般应限制在0.04%以下。
2、在机械制造中，有时为了改善某些钢的切削加工性能，人为将含硫量提高，以形成硫化物，起中断基体连续性的作用。
3、硫含量的提高，增加铸件热裂倾向。
H: 炼钢过程中钢液从炉气中吸收氢
钢液中氢的溶解度随温度升高而提高，在缓慢凝固条件下，氢以针孔形态析出。快速凝固时，析出氢在铁的晶格内造成高应力状态，导致脆性。
Ni 炼钢过程中钢液从炉气中吸收氮
1、钢液中溶解的氮在凝固过程中因溶解度降低而析出，并与钢中的Si、Al、Zr等元素化合，生成SiN、AlN、ZrN等氮化物。少量氮化物能细化钢的晶粒。氮休物多时，会使钢的塑性和韧性降低。
2、氮属于扩大奥氏体区元素，在钢中可部分代替镍的作用，是铬锰氮不锈钢中的合金元素，在超低碳不锈钢中，可代替碳的作用，提高钢的强度。
O:
1、钢液中溶解的FeO 在凝固前温度降低过程中与钢液中的碳起反应，生成一氧化碳气泡，在铸件中造成气孔。
2、钢液凝固过程中，FeO因溶解度下降而析出在钢的晶粒周界处，降低钢的性能。
㈠合金模具钢中为什么加入大量的合金元素？都加入哪些合金元素？
加入大量的合金元素可以改善模具钢原有的性能譬如改善强韧性、增加淬透性、增加耐磨与耐蚀性、提高热稳定性、改善切削加工工艺性等，使模具钢更能满足模具的使用要求。合金模具钢中所加的合金元素有：①第二周期B、C、N；②第三周期Si、Al、P、S；③第四周期V、Cr、Ti、Mn、Co、Ni、Cu；④第五周期Y、Zr、Nb、Mo；⑤第六周期La族、Ta、W。
依据合金元素与C的亲和力的大小，合金模具钢中加入的合金元素可分为四类：①强碳化物形成元素，如Ti、Zr、Nb、V；②中强碳化物形成元素，如W、Mo、Cr；③弱碳化物形成元素，如Mn；④非碳化物形成元素，如Ni、Si、Al、Co、Cu、P、S、N.㈡合金模具钢中加入合金元素的目的是什么？
合金模具钢实质上是在优质或高级优质碳钢的基础上加入合金元素形成的。加入合金元素的目的有这些：
⒈提高模具钢的淬透性，增加模具钢的硬化层深度；
⒉形成大量的合金碳化物，作为模具钢中的强化相，增加模具钢的强度、硬度与耐磨性； ⒊细化晶粒，提高模具钢的强度与韧性； ⒋固溶于基体组织中，起固溶强化作用； ⒌脱溶于基体组织，起沉淀强化作用； ⒍消除或降低模具钢的回火脆性；
⒎固溶于基体组织中，提高模具钢的热稳定性和回火稳定性； ⒏改善模具钢的耐蚀性及抗高温氧化性；
⒐降低模具钢的淬火变形，保持钢件的尺寸稳定； ⒑改善切削加工工艺性。
㈢合金模具钢的合金元素主要起什么作用？ 合金元素所起的作用有以下几个方面。
⒈对临界点的影响 Mn、Co、Ni、C、Cu、N等元素合A3温度下降，A4温度升高；V、Cr、Ti、Mo、W、Al、P、Sn、Sb、As、B、Zr、Nb、Ta、S、Ce等元素使A3温度升高，A4温度下降。
⒉对铁-碳合金临界点的影响 Mn、Ni、C、Cu、N等元素使铁碳相图中的S点和E点向下并向左移，A3线（GS线）也向下移（Co除外）；V、Cr、Ti、Mo、W、Al、P、Sn、Sb、As、B、Zr、Nb、Ta、S、Ce等元素使S点和E点上升并向左移。
⒊与模具钢中晶体缺陷的相互作用 一些合金元素与晶界结合，形成晶界偏聚；与位错结合形成柯垂耳气团。对钢的组织及性能产生影响，如产生晶界强化、出现晶界脆性、出现晶间腐蚀等。
⒌固溶于基体组织中起固溶强化作用 碳化物形成元素Ti、Zr、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn等与非碳化物形成元素Ni、Si、Al、Co、Cu、P、S、N等，在高温时能固溶于奥氏体中，相变后遗留固溶于室温组织中，对基体组织起固溶强化作用。
⒍对C曲线影响 : 非碳化物形成元素Ni、Si、Al、Cu以及弱碳化物形成元素Mn等使C曲线右移而不改变曲线形状。Co使C曲线左移。碳化物形成元素W、Mo、Cr、V等不仅使C曲线右移而且使其形状改变为具有上、下两面三刀个“C”形曲线。提高临界点的元素如Si、Al、Co、Cr、Mo、W、V等使C曲线的“鼻子”向上移动，降低临界点的元素如Mn、Ni、Cu等则使C曲线的“鼻子”向下移动。
⒎对奥氏体化的影响 合金元素的加入提高了钢奥氏体化温度和延长了奥氏体化的时间。Al、Ti、Nb、V元素强烈阻止了奥氏体晶粒长大，W、Mo中等阻止奥氏体晶粒长大，C、P、Mn（高碳时）促进奥氏体晶粒长大。
⒏合金元素对过冷奥氏体转变影响 Ti、Nb、V、W、Mo等强和中强碳化物形成元素强烈推迟珠光体转变，推迟贝氏体转变较少；升高珠光体转变温度范围，降低贝氏体转变温度范围，明显出现珠光体和贝氏体两条C曲线。铬和锰等中、弱碳化物形成元素强烈推迟珠光体转变，推迟后者更显著，因而出现了另一种两条C曲线形式。非碳化物形成元素铝和硅都增加过冷奥氏体的稳定性，而推迟贝氏体转变更强烈。镍强烈推迟珠光体转变，钴降低过冷奥氏体的稳定性。但镍和钴不改变碳钢C曲线的形状。
钢中晶界偏聚强烈的元素如硼、磷、稀土等元素使先共析铁素体转变显著推迟，对珠光体和贝氏体转变推迟较弱，但不改变碳钢C曲线的形状。
⒐对马氏体转变的影响 多数合金元素使马氏体点MS降低，其中Cr、Mn、Ni元素的作用最强。只有Al、Co元素是提高马氏体点MS的，Si元素则影响不大。
⒑对回火组织转变的影响 多数合金元素推迟马氏体在第二阶段的分解，阻止碳化物的分解和聚集，升高残余奥氏体的分解温度，改善钢的回火稳定性。同时合金元素也催了二次硬化、二次淬火现象。
⒒对工艺性的影响 加入大量的合金元素促使钢内部产生大量的共晶碳化物，给锻造增加了难度，经切削加工制造了困难，给热处理带来了棘手的难题，给焊接造成了难以实现的困难。模具钢中加入Pb、Ca、S、Se元素，却能改善模具钢的切削加工工艺性。
钢中合金元素的作用 为什么要加入合金元素？
1.淬透性低2.强度和屈强比低3.高温强度差4.不能满足特殊性能的要求 合金元素对钢中基本相的影响
1、合金固溶体 α—Fe(Me)
2、合金渗碳体(Fe,Me)3C
3、合金碳化物 TiC、NbC、WC、VC、4、非金属夹杂 MnS, MnO, SiO2 , Al2O3
5、Cu , Pb 以游离状态存在
合金元素在钢中的存在形式取决于：
1、合金元素本身的性质
2、合金元素的含量以及碳的含量
3、热处理条件（加热温度、冷却条件）1.形成合金碳化物
☆Mn：弱碳化物形成元素，Cr、Mo、W：属于中强碳化物形成元素，V、Ti、Nb、Zr ：是强碳化物形成元素。
☆与C的亲和力强的合金元素形成的特殊碳化物，稳定性好，具有高熔点、高硬度、高耐磨性和不易分解等特点。
☆碳化物的稳定性越高，热处理加热时，碳化物的溶解及奥氏体的均匀化越困难。同样在冷却及回火过程中碳化物的析出及其聚集长大也越困难。
2.形成合金固溶体：凡是溶入铁素体的合金元素均起固溶强化作用，即，使钢的强度和硬度提高、韧性降低。
三、合金元素对铁碳合金相图的影响
1、对奥氏体相区的影响（1）扩大A区
Ni、Mn、Co、C、N、Cu等元素的加入会使奥氏体相区扩大，特别是Ni、Mn的影响更大（2）缩小A区
Cr、W、Mo、V、Ti、Al、Si等元素的加入会使奥氏体相区缩小，特别是Cr、Si含量高时将限制A体区，甚至完全消失。
2、对铁碳相图中S点、E点的影响
所有的合金元素都使S点左移，而大部分合金元素均使E点左移，因此，含碳量相同的碳钢和合金钢具有不同的显微组织。
3、对共析转变温度A1的影响
扩大A相区的元素使铁碳合金相图中共析转变温度A1下降；缩小A相区的元素则使其上升，并都使共析反应在一个温度范围内进行。
四、合金元素对钢热处理的影响
1、合金元素对加热时相变的影响
（1）对奥氏体形成速度的影响
☆ Cr、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr等强碳化物形成元素与C的亲和力强，形成难溶于奥氏体的合金碳化物，显著阻碍C的扩散，大大减慢奥氏体形成速度。为了加速碳化物的溶解和奥氏体成分的均匀化，必须提高加热温度并保温更长时间。
☆ Co、Ni等部分非碳化物形成元素能增大C的扩散速 度，使奥氏体形成速度加快。☆ Al、Si、Mn等合金元素对奥氏体形成速度影响不大。（2）对奥氏体晶粒大小的影响
除Co、Ni以外，绝大多数合金元素，特别是强碳化物形成元素由于形成合金渗碳体和特殊碳化物，更难溶入奥氏体中，并且阻碍奥氏体晶界的移动和奥氏体晶粒的长大，起到细化晶粒的作用。
V、Ti、Nb、Zr强烈阻碍A体晶粒长大 W、Cr、Mo中等阻碍A体晶粒长大 Mn、B促进A体晶粒长大
2、合金元素对过冷奥氏体转变的影响 ⑴合金元素对C曲线的影响
除Co外，几乎所有合金元素溶入奥氏体后都增大过冷奥氏体的稳定性，使C曲线右移，即提高钢的淬透性。
Mo、Mn、W、Cr、Ni、Si、Al对淬透性作用依次由强到弱。注意：
加入合金元素，只有完全溶入奥氏体才能提高淬透性。
两种或多种合金元素同时加入对淬透性的影响，比单一元素的影响强得多。⑵合金元素对马氏体转变的影响
Si基本不影响Ms、Mf点，除Co、Al外，多数合金元素使Ms、Mf点下降，导致残余奥氏体增加。
五、合金元素对回火转变的影响
1、提高回火稳定性
回火稳定性：淬火钢在回火时硬度下降快慢的性质。
原因：（1）推迟马氏体的分解和残余奥氏体的转变(即在较高温度才开始分解和转变)（2）提高铁素体的再结晶温度
提高回火稳定性作用较强的合金元素有：V、Si、Mo、W、Ni、Co等。
2、产生二次硬化
二次硬化：淬火钢在回火时随着回火温度的升高，硬度不下降反而升高的现象。
产生二次硬化的原因：1.残余奥氏体的转变：Mn、Mo、W、Cr、Ni、V、Co 2.V、Mo、W、Cr、Ni、Co（Co仅在高含量并有其他合金元素存在时，由于能产生弥散分部的金属间化合物才有效）
3、增大回火脆性
回火脆性：在某些温度区间回火时，钢的硬度显著下降的现象。
消除方法：①快冷；②加入 Mo 或 W 合金钢的强化机制：1.合金F 的固溶强化2.M位错强化3.细晶强化（F、M晶粒度，P片间距↓）4.弥散强化（也称第二相（沉淀）强化）
六、结构钢中常用的合金元素及其作用 主加元素：Cr、Ni、Si、Mn 辅加元素：W、Mo、V、Ti、B 1.提高淬透性：强烈的有Mo、Cr、Mn、B，其次是Ni、Si 2.细化晶粒：强烈的有Ti、V其次是W、Mo、Cr 3.促使晶粒长大Mn和B 4.消除高温回火脆性Mo和W
总结：Mo、Cr、Mn、B强淬透，Ni、Si二者稍落后。V、Ti、Nb、Zr强细化W、Cr、Mo也稍落后Mn、B促使它长大W、Mo消除高回脆
