钢中常存和隐存元素的作用探析

（1）常存元素在钢中的作用 钢中的常存元素锰、硅、硫、磷是炼铁、炼钢过程中，由于矿石和焦炭含杂质以及脱氧等原因而带入的，对钢的性能有一定的影响。

一般认为锰[w（Mn）=0.5%～0.8%]和硅[w（Si）=0.17%～0.37%]是有益元素，它们溶于铁素体中，具有固溶强化效果，可提高钢的强度和硬度。锰还能与硫化合成MnS，减轻了硫的有害作用。另外，硅、锰具有一定的脱氧能力，使钢中的FeO还原，降低了钢的脆性。

硫和磷是钢中的有害杂质。硫在钢中以FeS的形式存在，使钢变脆，尤其是FeS和Fe能形成低熔点（985℃）的共晶体（FeS+Fe），当钢在1000～1200℃进行轧制时，分布在奥氏体晶界上的共晶体（FeS+Fe）处于熔化状态而使钢材被轧裂，这种现象称为钢的“热脆性”。磷使钢脆化，降低钢的塑性和韧性，产生“冷脆性”，使钢的冷加工性能和焊接性能变坏。磷不仅降低塑性，同时还提高钢的脆性转化温度，对钢在低温下使用造成潜在威胁。(www.xing528.com)

但硫和磷有时也有有利的一面。例如MnS对断屑有利，而且起润滑作用，降低刀具磨损，所以在自动切削车床上用的易切削钢，其硫质量分数高达0.15%，用以改善钢的切削加工性，减小工件表面粗糙度值。炮弹钢含磷量较高，以提高钢的脆性，增加弹片的碎化程度，提高炮弹的杀伤力。

（2）隐存元素在钢中的作用 当氮、氧、氢等隐存元素溶入钢中时，会产生不同程度的危害。比如钢中溶入过量的氮时，则会使钢的强度、硬度提高，而塑性、韧性指标下降，产生“时效脆化”。而在炼钢过程中形成的FeO、Al₂O₃、SiO₂、MnO等，在钢中成为非金属夹杂物，使钢的性能变坏。氢常以原子态或分子态存在于钢中，由于钢在液态下吸收大量的氢，冷却后又来不及析出，就聚集在晶体缺陷处，造成很大应力，并与钢发生组织转变时的局部内应力相结合，致使钢材的韧性下降，产生“氢脆”。