在碳钢中除了含有铁和碳两种元素外，还含有少量的Si、Mn、S、P等元素。这些元素是在炼钢过程中由矿石、燃料等带入钢中的，通常称为杂质元素。这些杂质元素的存在对钢的性能有较大影响。
1.锰的影响
锰是炼钢时用锰铁脱氧而残留在钢中的元素。在室温下，锰能溶于铁素体，对钢有一定的强化作用；锰也能溶于渗碳体，形成合金渗碳体。锰在钢中是一种有益的元素。当碳钢中锰的含量为0.25%～0.8%时，对钢的性能影响不大。
2.硅的影响
硅也是作为脱氧剂加入钢中的。在室温下，硅能溶于铁素体而发生固溶强化，提高钢的强度、硬度。硅在钢中也是一种有益元素。当钢中硅含量小于0.5%时，对钢的性能影响不显著。
3.硫的影响
硫是在炼钢时由矿石和燃料带入的。在固态下，硫在铁中的溶解度极小，主要以FeS形态存在于钢中。由于FeS的塑性差，因此硫含量较多的钢脆性较大。更严重的是，FeS与Fe可形成低熔点（985℃）的共晶体，分布在奥氏体的晶界上。当钢加热到约1200℃进行压力加工时，晶界上的共晶体已熔化，晶粒间结合被破坏，使钢材在加工过程中沿晶界开裂，产生热脆性。为了消除硫的有害作用，一般要在钢中增加锰的含量，使锰与硫形成高熔点（1620℃）的MnS，并呈粒状分布在晶粒内。MnS在高温下具有一定塑性，从而避免了热脆性的产生。
通常情况下，硫是有害的元素，在钢中要严格限制硫的含量。但在硫含量较多的钢中，可形成较多的MnS。在切削加工中，MnS能起到断屑的作用，从而改善钢的切削加工性能，因此在易切削钢中硫的含量较多。(www.xing528.com)
4.磷的影响
磷是由矿石带入的。一般磷能全部溶于铁素体中，使钢的强度、硬度增加，但塑性、韧性显著降低，尤其在低温时更为严重，使钢产生冷脆现象。磷在结晶过程中，由于容易产生晶内偏析，使局部磷含量偏高，导致韧脆转变、温度升高，从而发生冷脆现象，故磷含量较多的钢对在高寒地带和其他低温条件下工作的结构件具有严重的危害性。通常情况下，磷也是有害元素，在钢中也要严格控制磷的含量。但磷含量较多时，由于脆性较大，其对制造炮弹用钢以及改善钢的切削加工性能则是有利的。
5.非金属夹杂物的影响
在炼钢过程中，少量的炉渣、耐火材料及冶炼中的反应产物都可能进入钢液，形成非金属夹杂物，如氧化物、硫化物、硅酸盐、氮化物等。非金属夹杂物的存在会降低钢的力学性能，特别是降低钢的塑性、韧性及疲劳强度，严重时，还会使钢在热加工过程中产生裂纹，或在使用时突然断裂。因此，对重要用途的钢（如滚动轴承钢、弹簧钢等）都要对非金属夹杂物的数量、形状、大小与分布情况进行严格检验。
案例：泰坦尼克号海难原因分析
泰坦尼克号（见图4.20）1912年从英国出发，向着计划中的目的地美国纽约，开始了它的“梦幻客轮”的处女航。泰坦尼克号被认为是一个技术成功的杰作。它有两层船底，带15道自动水密门隔墙，其中任意2个隔舱灌满了水，仍能行驶；4个隔舱灌满了水，也可以保持漂浮状态。其在当时被认为是“根本不可能沉没的船”。1912年4月14日，泰坦尼克号在北大西洋撞上冰山，仅2小时40分钟后就沉没了，造成了当时最严重的一次航海事故。关于泰坦尼克号迅速沉没的原因有多种，其中之一就是当时的炼钢技术并不十分成熟，炼出的钢铁按现代标准根本不能造船。泰坦尼克号上所使用的钢板含有许多化学杂质硫化锌，再加上长期浸泡在冰冷的海水中，使钢板更加脆弱。因此，即使设计先进，也未能防止它的沉没。
图4.20 泰坦尼克号
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