科普金属化学元素对金属的性能影响

在我们的日常生活中可以看到许多形形色色的金属材料，不同的材料有它特定的用途。简单来说就是金属中的各种元素的含量影响了它的特性，使得金属材料有着不同的用途。下面我就来简单讲讲常见的一些元素对于金属性能的影响。

1.碳：

（1）含碳量的增加，使得碳素钢的强度和硬度增加，而塑性、韧性和焊接性能下降。

（2）一般情况下，当含碳量大于0.25%时，碳钢可焊性开始变差。含碳量的增加，其球化和石墨化的倾向增加。

（3）作为高温下耐热用的高合金钢，含碳量应大于或等于0.04%，但此时奥氏体不锈钢的抗晶间腐蚀性能下降。

2.硅：

（1）硅固溶于铁素体和奥氏体中可起到提高它们的硬度和强度的作用。

（2）含硅量若超过3%时，将显著地降低钢的塑性、韧性、延展性和可焊性，并易导致冷脆，中、高碳钢回火时易产生石墨化。

3.锰：

（1）锰与铁形成固溶体．可提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度。在碳锰钢中常利用锰来提高钢的强度，但它是材料的延展性有所降低，而且增加了应力腐蚀开裂的敏感性。在一般碳锰钢和低合金钢中，其含量在1%~2%。

（2）锰是良好的脱敏剂和脱硫剂。锰与硫形成MnS，可防止因硫而导致的热脆现象，从而改善钢的热加工性能。因此，在工业用钢中一般都含有一定数最的锰。

（3）锰能强烈增加碳锰钢的淬透性。含锰量较高时，有使钢晶粒粗化并增加钢的回火脆性的不利倾向。

（4）锰对钢的焊接性有着不利的影响响。为改善钢的焊接性，应在许可的范围内，适当降低钢的含碳量。焊接时也需采用优质低氢焊条和相应的焊接工艺。

4.硫和氧：

硫和氧作为杂质元素常以非金属化合物（如FeS、FeO）形式存在于碳素钢中，由于FeS可与铁形成共晶，并沿晶界分布，Fe-FeS共晶物的熔点为985℃，当在1000~1200温度下，对材料进行压力加工时，由于它已经熔化而导致晶粒开裂，使材料呈现脆性。这种现象称为热脆。

5..磷和砷：

磷、砷作为杂质元素，它们对提高碳素钢的抗拉强度有一定的作用，但同时又都增加钢的脆性，尤其是低温脆性。（由于磷以固溶形式存在于铁素体中，影响铁素体的晶格变形，使碳素钢在常温下呈现脆性。这种现象称为冷脆）。磷和砷有都是造成碳素钢严重偏析的有害元素。磷对钢的焊接性不利，它能增加焊裂的敏感性。

6.铬：

（1）随含铬量的增加．使铬钼钢和铬钼钒钢有良好的的抗高温性和耐氧化介质腐蚀作用，并增加钢的热强性。

（2）铬增加钢的淬透性并有二次硬化作用。

（3）在含钼的锅炉钢中，加入少量的铬，能肪止钢在长期使用过程中的石墨化。

（4）在单一的铬钢中，材料的焊接性能随含铬量的增加而恶化。