Chapter 1 钢铁中的合金元素 几个基本概念 合金元素：特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构、物理、化学和机械性能的化学元素。 杂质：冶炼时由原材料以及冶炼方法、工艺操作而带入的化学元素。 碳钢：含碳量在0.0218-2.11%范围内的铁碳合金。 合金钢：在碳钢基础上加入一定量合金元素的钢 。 低合金钢：一般指合金元素总含量小于或等于5%的钢。 中合金钢：一般指合金元素总含量在5～10%范围内的钢。 高合金钢：一般指合金元素总含量超过10%的钢。 微合金钢：合金元素(如V,Nb,Ti,Zr,B)含量小于或等于0.1%，而能显著影响组织和性能的钢。 1.1 碳钢概论 一、碳钢中的常存杂质（1） 1.锰（ Mn ）和硅（ Si ）：炼钢过程中随脱氧剂或者由生铁残存而进入钢中的。 Mn：在碳钢中的含量一般小于0.8%。可固溶，也可形成高熔点MnS（1600℃）夹杂物。 MnS在高温下具有一定的塑性，不会使钢发生热脆，加工后硫化锰呈条状沿轧向分布。 Si：在钢中的含量通常小于0.5%。可固溶，也可形成SiO2 夹杂物。 Mn 和Si 是有益杂质，但夹杂物MnS、SiO2 将使钢的疲劳强度和塑、韧性下降。 2．硫（S）和磷（P） S：在固态铁中的溶解度极小， S 和Fe 能形成FeS，并易于形成低熔点共晶。发生热脆 (裂)。 P：可固溶于α -铁，但剧烈地降低钢的韧性，特别是低温韧性，称为冷脆。磷可以提高钢在大气中的抗腐蚀性能。 S 和P 是有害杂质，但可以改善钢的切削加工性能。 3．氮（N）、氢（H）、氧（O） N：在α -铁中可溶解，含过饱和N 的钢经受冷变形后析出氮化物—机械时效或应变时效。N可以与钒、钛、铌等形成稳定的氮化物，有细化晶粒和沉淀强化。 H：在钢中和应力的联合作用将引起金属材料产生氢脆。 O：在钢中形成硅酸盐2MnO•SiO2、MnO•SiO2 或复 合氧化物MgO•Al2O3、MnO•Al2O3。 N、H、O 是有害杂质。 二 、碳钢的分类 （1） 1．按 钢中的碳含量 （1）按 Fe-Fe3C 相 图 分类 亚 共析钢：0.0218%≤ w c≤ 0.77% 共析钢：w c =0.77% 过共析钢：0.77%＜ w c≤ 2.11% （2）按 钢中碳含量的多 少 分类 低碳钢： w c ≤ 0.25% 中碳钢：0.25%＜ w c≤ 0.6% 高碳钢： w c＞ 0.6% 2．按 钢的质量（品 质），碳钢可分为 （1）普 通碳素钢：w S≤ 0.05%，w P≤ 0.045%（2）优 质碳素钢：w S≤ 0.035%，w P≤ 0.035% （3）高级 优 质碳素钢：w S≤ 0.02%，w P≤ ...
