特種鋼材中硅有什麼作用

① 硅在鋼材中起什麼作用

硅——它可以提高鋼的硬度，但是可塑性和韌性下降，電工用的鋼中含有一定量的硅，能改善軟磁性能．
硅在煉鋼過程中為還原劑和脫氧劑存在，所以鎮靜鋼一般有0.15~0.30%的硅。如果鋼中的硅含量超過0.5%就算含有了含硅的合金元素，硅能顯著提高鋼的彈性極限，屈服點和抗拉強度，故常用做彈簧鋼。合金含量高可提高鋼的耐熱性和抗腐蝕性，住含硅量在1%~4%的低碳鋼，具有極高的導磁性，常用於電器工業和矽鋼片。但隨著硅含量的增加，會降低鋼的焊接性能。

② 硅有哪些用途

1、硅是電子工業超純硅的原料，超純半導體單晶硅做的電子器件具有體積小、重量輕、可靠性好和壽命長等優點。摻有特定微量雜質的硅單晶製成的大功率晶體管、整流器及太陽能電池，比用鍺單晶製成的好。

2、非晶硅太陽能電池研究進展很快，轉換率達到了8%以上。硅鉬棒電熱元件最高使用溫度可達1700℃，具有電阻不易老化和良好的抗氧化性能。

3、用硅生產的三氯氫硅，可配製幾百種硅樹脂潤滑劑和防水化合物等。此外，碳化硅可作磨料，高純氧化硅製作的石英管是高純金屬冶煉及照明燈具的重要材料。

4、硅構築植物的重要元素。硅是植物重要的營養元素，大部分植物體內含有硅。表明，硅在植物干物質中占的比例為0.1-20%。

5、硅是品質元素。有改善農產品品質的作用，並有利於貯存和運輸。硅能調節作物的光合作用和蒸騰作用，提高光合效率，增強作物的抗旱、抗乾熱風和抗低溫能力。

硅肥可增強作物對病蟲害的抵抗力，減少病蟲危害。作物吸收硅後，在體內形成硅化細胞，使莖葉表層細胞壁加厚，角質層增加，從而提高防蟲抗病能力。硅肥可提高作物抗倒伏。由於作物的莖稈直，使抗倒伏能力提高80%左右。

硅肥可使作物體內通氣性增強。作物體內含硅量增加，使作物導管剛性加強，促使通氣性，不但可促進作物根系生長，還可預防根系的腐爛和早衰。

6、微孔硅鈣保溫材料微孔硅鈣保溫材料是一種優良的保溫材料。它具有熱容量小、機械強度高、導熱系數低、不燃燒、無毒無味、可切割、運輸方便等特點，可廣泛用於冶金、電力、化工、船舶等各種熱力設備及管道上。

(2)特種鋼材中硅有什麼作用擴展閱讀

1、常見硅酸鹽產品

陶瓷、玻璃、水泥是使用量最大的傳統無機非金屬材料。

玻璃原料：純鹼、石灰石和石英。

水泥：是一種非常重要的建築材料。原料：黏土、石灰石。

陶瓷：人類應用最早的硅酸鹽材料。原料：黏土。

陶瓷具有抗氧化、抗酸鹼腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型等許多優點，因此，陶瓷製品一直為人們所喜愛。

2、新型無機非金屬材料

高溫結構陶瓷：氮化硅Si3N4、碳化硅SiC，俗名金剛砂。

生物陶瓷：Al2O3、ZrO2。

壓電陶瓷：鈦酸鋇BaTiO3、鈦酸鉛PbTiO3。

特徵：耐高溫、強度高；具有電學性質；具有光學性質；具有生物功能。

③ 鋼材一般含硅是多少

在煉鋼過程中加硅作為還原劑和脫氧劑，所以鎮靜鋼含有0.15－0.30%的硅。如果鋼中含硅量超過0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能顯著提高鋼的彈性極限，屈服點和抗拉強度，故廣泛用於作彈簧鋼。在調質結構鋼中加入1.0－1.2%的硅，強度可提高15－20%。硅和鉬、鎢、鉻等結合，有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用，可製造耐熱鋼。含硅1－4%的低碳鋼，具有極高的導磁率，用於電器工業做矽鋼片。硅量增加，會降低鋼的焊接性能。

④ 焊絲中硅與錳主要有什麼作用

主要是用於脫氧,硅在熔化時作為脫氧劑加入鋼水中,硅與鋼中的FeO結合成密度較小的硅酸鹽渣,形成焊渣而被除去,另外硅在溶於鋼水中的鐵素體使鋼的強度和硬度增加,使焊縫強度增加.但韌性和塑性有所降低.
,由於錳可以同鋼中的有害元素S,形成高熔點的MnS,在一定程度上消除硫的有害作用,另外錳也是脫氧劑,在鋼水中與FeO成為MnO形成焊渣排除,改善焊接部位鋼水的品質,提高焊接部位鋼的強度和硬度.降低脆性.因此錳和硅都是作為有益元素加入的.

⑤ 硅元素對鋼材的性能有哪些影響

• 硅是一復種化學元素，它的化學符號制是Si，舊稱矽xī，在多個領域有不可輕視的作用。

• 硅在金屬材料冶煉中可以起到耐高溫、富韌性、並可凈化鋼液，提高鋼材質量。

• 硅合金密度小，熱膨脹系數低，鑄造性能和抗磨性能好，用其鑄造的合金鑄件具有很高的抗擊沖擊能力和很好的高壓緻密性，可大大提高使用壽命，常用其生產航天飛行器和汽車零部件。
  

• 硅銅合金具有良好的焊接性能，且在受到沖擊時不易產生火花，具有防爆功能，可用於製作儲罐。
  

• 鋼中加入硅製成硅鋼片，能大大改善鋼的導磁性，降低磁滯和渦流損失，可用其製造變壓器和電機的鐵芯，提高變壓器和電機的性能。
  
  

⑥ 誰知道碳，硅，錳，磷，硫還有礬等對鋼鐵的影響和作用是

碳（C）：

是對鋼的性能影響最大的基本元素。不同的碳含量依據鋼中雜質元素含量和軋後冷卻條件的不同對於鋼的性能影響是不同的，隨著鋼中碳含量的增加，碳鋼在熱軋狀態下的硬度直線上升，塑性和韌性降低。在亞共析范圍內，碳對抗拉強度的影響是，隨著碳含量增加，抗拉強度不斷提高，超過共析范圍後，抗拉強度隨碳含量的增加減緩，最後發展到隨碳含量的增加抗拉強度降低。另外，含碳量增加時碳鋼的耐蝕性降低，同時碳也使碳鋼的焊接性能和冷加工（沖壓、垃拔）性能變壞。
硅（Si）：
硅在碳鋼的含量≤0.50％。硅也是鋼中的有益元素。在沸騰鋼中，含硅量很低，硅是作為脫氧元素加入到鋼中。在鎮靜鋼中硅的含量一般為0.12～0.37％。硅增大了鋼液的流動性，除了形成非金屬夾雜外，硅溶於鐵素體中。隨著硅含量的提高，鋼的抗拉強度提高，屈服點提高，伸長率下降，鋼的面縮率和沖擊韌性顯著降低。
錳（Mn）：
在碳鋼中，錳是有益元素。錳是作為脫氧除硫的元素加入到鋼中的。對於鎮靜鋼來說，錳可以提高硅和鋁的脫氧效果，可以同硫形成硫化錳，相當程度上降低硫在鋼中的危害。錳對碳鋼的力學性能有良好的影響，它能提高鋼熱軋後的硬度和強度，原因是錳溶入鐵素體中引起固溶強化。因此，精煉過程中要按照技術要求嚴格穩定控制各爐次的錳含量。
磷（P）：
一般來說，磷是鋼中的有害元素。它來源於礦石和生鐵等煉鋼原料。磷能提高鋼的強度，但使塑性和韌性降低，特別是使鋼的脆性轉折溫度急劇上升，即提高鋼的冷脆性（低溫變脆）。由於磷的有害影響，同時考慮到磷有較大的偏析，因而對其含量要嚴格的控制。但是在含碳量比較低的鋼種中，磷的冷脆危害比較小。在這種情況下，可以用磷來提高鋼的強度，如鞍鋼生產的高強度IF鋼就需要加入磷。另外，在適當的情況下，還利用磷的其他一些有益作用，如增加鋼的抗大氣腐蝕能力，如集裝箱用鋼；提高磁性，如電工硅鋼；改善鋼材的易切削加工性，減少熱軋薄板的粘結等。
硫（S）:
一般來說，硫是有害元素，他主要來自於煉鐵、煉鋼時加入的原材料和燃燒產物，二氧化硫。硫最大的為危害是引起鋼在熱加工時開裂，即產生所謂的熱脆。硫能提高鋼材的切削加工性，這是硫的有益作用。
氮（N）：
鋼中的氮來自爐料，同時，在冶煉、澆鑄時鋼液也會從爐氣和大氣中吸收氮。氮引起碳鋼的淬火時效和形變時效，從而對碳鋼的性能發生顯著的影響。由於氮的時效作用，鋼的硬度、強度固然提高，但是塑性和韌性降低，特別是在形變時效的情況下，塑性和韌性的降低比較顯著。因此，對於普通低合金鋼來說，時效現象是有害的，因而氮是有害元素。但對於一些細晶粒鋼以及含釩、鈮鋼，由於氮化物的強化細化晶粒作用，氮成為有益元素。另外，作為合金元素，氮在不銹耐酸鋼中得到應用，此外，氮化處理方法能使機器零件獲得極好的綜合力學性能，從而使零件的使用壽命延長。
氫（H）：
鋼中的氫是由銹蝕含水的爐料或從含有水蒸氣的爐氣中吸收的。氫對鋼的危害是很大的。一是引起氫脆，即在低於鋼材極限應力的作用下，經一定的時間後，在無任何預兆的情況下突然斷裂，往往造成災難性的後果。二是導致鋼材內部產生大量細微裂紋缺陷——白點，在鋼材縱端面上呈光滑的銀白的斑點，在酸洗後的端面上呈較多的發絲狀裂紋，白點使鋼材的延伸率顯著下降，尤其是端面收縮率和沖擊韌性降低得更多，有時可能接近於零值。因此具有白點的鋼是不能用的，這類缺陷主要發生在合金鋼中。
氧（O）及其他非金屬夾雜物：
氧在鋼中的溶解度很低，幾乎全部以氧化物夾雜形式存在於鋼中，如FeO、AL2O3、MnO、CaO、MgO等。除此之外，鋼中還存在FeS、MnS、硅酸鹽、氮化物及磷化物等。這些夾雜物破壞了鋼的基體的連續性，在靜載荷和動載荷的情況下往往成為裂紋的起點。這些非金屬夾雜物的各種狀態不同程度的影響到鋼的各種性能，尤其是對於鋼的塑性、韌性、疲勞強度和抗腐蝕性等危害很大。因此，對於非金屬夾雜物應嚴格控制。

⑦ 金屬材料5大元素中的硅元素的作用是什麼

硅在水中呈偏硅酸形態被人體吸收，主要分布於人體皮膚及結締組織之中，在骨版骼化過程中具有生理上的權作用，促進骨骼發育生長。硅還參與多糖的代謝，是構成一些葡萄糖氨基多糖羧酸的主要成分。硅與心血管病有關，人如缺硅，可引起關節炎、動脈硬化、冠心病等心血管病。人體每日需攝入硅3mg左右，相當於8.3mg偏硅酸。
http://www.c3h3.com/Article/ztlm/shhx/200601/1063.html(這上面有很多）

⑧ 錳在鋼材中起了什麼作用硅的含量對鋼材有什麼影響

一錳的影響

錳是煉鋼時加入錳鐵脫氧而殘留在鋼中的。錳的脫氧能力較好，能清除鋼中的FeO，降低鋼的脆性；錳還能與硫形成MnS,以減輕硫的有害作用。所以錳是一種有益元素。但是，作為雜質存在時，其含量（Wmn）一般不小於0.8%，對鋼的性能影響不大。

二硅的影響

硅是煉鋼時加入硅鐵脫氧而殘留在鋼中的。硅的脫氧能力比錳強，在室溫下硅能溶入鐵素體，提高鋼的強度和硬度。因此，硅也是有益元素。但作為雜質存在時，其含量（Wsi）一般小於0.4%，對鋼的性能影響不大。

⑨ 合金元素在低合金高強度鋼中的作用是什麼

合金元素在鋼中的作用
隨著現代工業和科學技術的不斷發展，在機械製造中，對工件的強度、硬度、韌性、塑性、耐磨性以及其他各種物理化學性能的要求愈來愈高，碳鋼已不能完全滿足這些要求了。
原因 ：
①由碳鋼製成的零件尺寸不能太大。否則，因淬透性不夠而不能滿足對強度與塑性、韌性的要求。加入合金元素可增大淬透性。
②用碳鋼製成的切削刀具不能滿足切削紅硬性的要求。用合金工具鋼、高速鋼和硬質合金。
③碳鋼不能滿足特殊性能的要求，如要求耐熱、耐低溫、抗腐蝕、有強烈磁性或無磁性等等，只有特種的合金鋼才能具有這些性能。
合金鋼是以碳鋼為基礎，金相組織和相應的碳鋼大體上是相似的。在鋼中加入合金元素，鋼的機械性能顯著提高。弄清楚各種合金元素對鋼材的影響對控制產品質量有非常大的作用。
1 合金元素在鋼中的存在方式
1.1 合金元素與鋼中的碳相互作用，形成碳化物存在於鋼中
按合金元素在鋼中與碳相互作用的情況，它們可以分為兩大類：
(1) 不形成碳化物的元素(稱為非碳化物形成元素)，包括鎳、硅、鋁、鈷、銅等。由於這些元素與碳的結合力比鐵小，因此在鋼中它們不能與碳化合，它們對鋼中碳化物的結構也無明顯的影響。
(2) 形成碳化物的元素(稱為碳化物形成元素)，根據其與碳結合力的強弱，可把碳化物形成元素分成三類。
1）弱碳化物形成元素：錳
錳對碳的結合力僅略強於鐵。錳加入鋼中，一般不形成特殊碳化物(結構與Fe3C不同的碳化物稱為特殊碳化物)，而是溶入滲碳體中。
2）中強碳化物形成元素；鉻、鉬、鎢
3）強碳化物形成元素：釩、鈮、鈦
有極高的穩定性，例如TiC在淬火加熱時要到1000℃以上才開始緩慢的溶解，這些碳化物有極高的硬度，例如在高速鋼中加人釩，形成V4C，使之有更高的耐磨性。
1.2 合金元素溶解於鐵素體(或奧氏體)中，以固溶體形式存在於鋼中。
1.3 合金元素與鋼中的氮、氧、硫等化合，以氮化物、氧化物、硫化物和硅酸鹽等非金屬夾雜物的形式存在於鋼中。
1.4 游離態，即不溶於鐵，也不溶於化合物：鉛，銅
2 合金元素對鋼的平衡組織的影響
表現在改變鐵碳合金狀態圖。
2.1 合金元素對鋼臨界溫度的影響
錳、鎳、銅使A3線降低，鉬、鎢、硅、釩使A3線升高。同樣影響A1，影響程度更大。
2.2 合金元素對鋼共析點（S點）位置的影響
大多數合金使共析點左移，鉬鎢在質量分數大時使共析點右移。
2.3 合金元素對奧氏體相區大小的影響
2.3.1 擴大γ區
合金元素與γ-Fe、α-Fe形成固溶體，常溫下為奧氏體組織。Ni，Mn
2.3.2 減小γ區
抑制F向A轉變，Cr
3 合金元素對熱處理的影響
3.1 合金元素對奧氏體化的影響
奧氏體晶粒在鐵素體與碳化物邊界處生核並長大；剩餘碳化物的溶解；奧氏體成分的均勻化，在高溫停留時奧氏體晶粒的長大粗化等過程。在鋼中加入合金元素對後三個過程有較大的影響。
（1）含有碳化物形成元素的合金鋼，其組織中的碳化物，是比滲碳體更穩定的合金滲碳體或特殊碳化物，因此，在奧氏體化加熱時碳化物較難溶解，即需要較高的溫度和較長的時間。一般來說，合金元素形成碳化物的傾向愈強，其碳化物也愈難溶解。
（2）合金元素在奧氏體中的均勻化，也需要較長時間，因為合金元素的擴散速度，均遠低於碳的擴散速度。
（3）某些合金元素強烈地阻礙著奧氏體晶粒的粗化過程，這主要與合金碳化物很難溶解有關，未溶解的碳化物阻礙了奧氏體晶界的遷移，因此，含有較強的碳化物形成元素(如鉬、鎢，釩，鈮、鈦等)的鋼，在奧氏體化加熱時，易於獲得細晶粒的組織。
各合金元素對奧氏體晶粒粗化過程的影響，一般可歸納如下：
1）強烈阻止晶粒粗化的元素：鈦、鈮、釩、鋁等，其中以鈦的作用最強。
2）鎢、鉬、鉻等中強碳化物形成元素，也顯著地阻礙奧氏體晶粒粗化過程。
3）一般認為硅和鎳也能阻礙奧氏體晶粒的粗化，但作用不明顯。
4）錳和磷是促使奧氏體晶粒粗化的元素。
3.2 合金元素對奧氏體分解轉變的影響
多數合金元素使奧氏體分解轉變的速度減慢，即C曲線向右移，也就是提高了鋼的淬透性。
3.3 合金元素對馬氏體轉變的影響
增加冷卻時間，降低冷卻速度。另外，合金元素對馬氏體開始轉變溫度(Ms點)也有明顯的影響。多數合金元素均使馬氏體開始轉變溫度(Ms點)降低，其中錳、鉻、鎳的作用最為強烈，只有鋁、鈷是提高Ms點。
3.3 合金元素對回火轉變的影響
合金元素對淬火鋼回火轉變的影響主要有下列三個方面：
（1）提高鋼的回火穩定性
這主要表現為合金元素在回火過程中推遲了馬氏體的分解和殘余奧氏體的轉變，提高了鐵素體的再結晶溫度，使碳化物難以聚集長大而保持較大的彌散度，從而提高了鋼對回火軟化的抗力，即提高了鋼的回火穩定性。
（2）產生二次硬化
一些合金元素加入鋼中，在回火時，鋼的硬度並不是隨回火溫度的升高一直降低的，而是在達到某一溫度後，硬度開始增加，並隨著回火溫度的進一步提高，硬度也進一步增大，直至達到峰值。這種現象稱為回火過程的二次硬化。回火二次硬化現象與合金鋼回火時析出物的性質有關。當回火溫度低於約450℃時，鋼中析出滲碳體，在450℃以上滲碳體溶解，鋼中開始沉澱析出彌散穩定的難熔碳化物Mo2C、
VC等，使鋼的硬度開始升高，而在550～600℃左右沉澱析出過程完成，鋼的硬度達到峰值。
（3）增大回火脆性
鋼在回火過程中出現的第一類回火脆性(250～400℃回火)，即回火馬氏體脆性和第二類回火脆性(450～600℃回火)，即高溫回火脆性均與鋼中存在的合金元素有關。
4 合金元素對氧化與腐蝕的影響
一些合金元素加入鋼中能在鋼的表面形成一層完整的、緻密而穩定的氧化保護膜，從而提高了鋼的抗氧化能力。最有效的合金元素是鉻、硅和鋁。但鋼中硅、鋁的質量分數較多時鋼材變脆，因而它們只能作為輔加元素，一般都以鉻為主加元素，以提高鋼的抗氧化性。鋼中加入少量的銅、磷等元素，可提高低合金高強度鋼的耐大氣腐蝕。
5 合金元素對機械性能的影響
5.1 金屬材料的強化方法
金屬材料的強化途徑，主要有以下幾個方面；
(1)結晶強化。結晶強化就是通過控制結晶條件，在凝固結晶以後獲得良好的宏觀組織和顯微組織，從而提高金屬材料的性能。它包括：
1）細化晶粒。細化晶粒可以使金屬組織中包含較多的晶界，由於晶界具有阻礙滑移變形作用，因而可使金屬材料得到強化。同時也改善了韌性，這是其它強化機制不可能做到的。
2）提純強化。在澆注過程中，把液態金屬充分地提純，盡量減少夾雜物，能顯著提高固態金屬的性能。夾雜物對金屬材料的性能有很大的影響。在損壞的構件中，常可發現有大量的夾雜物。採用真空冶煉等方法，可以獲得高純度的金屬材料。
(2)形變強化。金屬材料經冷加工塑性變形可以提高其強度。這是由於材料在塑性變形後位錯運動的阻力增加所致。
(3)固溶強化。通過合金化(加入合金元素)組成固溶體，使金屬材料得到強化稱為固溶強化。
(4)相變強化。合金化的金屬材料，通過熱處理等手段發生固態相變，獲得需要的組織結構，使金屬材料得到強化，稱為相變強化．
相變強化可以分為兩類：
1) 沉澱強化(或稱彌散強化)。在金屬材料中能形成穩定化合物的合金元素，在一定條件下，使之生成的第二相化合物從固溶體中沉澱析出，彌散地分布在組織中，從而有效地提高材料的強度，通常析出的合金化合物是碳化物相。
在低合金鋼(低合金結構鋼和低合金熱強鋼)中，沉澱相主要是各種碳化物，大致可分為三類。一是立方晶系，如TiC、V4C3，NbC等，二是六方晶系，如MO2、W2C、WC等，三是正菱形，如Fe3C。對低合金熱強鋼高溫強化最有效的是體心立方晶系的碳化物。
2) 馬氏體強化。金屬材料經過淬火和隨後回火的熱處理工藝後，可獲得馬氏體組織，使材料強化。但是，馬氏體強化只能適用於在不太高的溫度下工作的元件，工作於高溫條件下的元件不能採用這種強化方法。
(5)晶界強化。晶界部位的自由能較高，而且存在著大量的缺陷和空穴，在低溫時，晶界阻礙了位錯的運動，因而晶界強度高於晶粒本身；但在高溫時，沿晶界的擴散速度比晶內擴散速度大得多，晶界強度顯著降低。因此強化晶界對提高鋼的熱強性是很有效的。
硼對晶界的強化作用，是由於硼偏集於晶界上，使晶界區域的晶格缺位和空穴減少，晶界自由能降低；硼還減緩了合金元素沿晶界的擴散過程；硼能使沿晶界的析出物降低，改善了晶界狀態，加入微量硼、鋯或硼+鋯能延遲晶界上的裂紋形成過程；此外，它們還有利於碳化物相的穩定。
(6)綜合強化。在實際生產上，強化金屬材料大都是同時採用幾種強化方法的綜合強化，以充分發揮強化能力。例如：
1）固溶強化十形變強化，常用於固溶體系合金的強化。
2）結晶強化+沉澱強化，用於鑄件強化。
3）馬氏體強化+表面形變強化。對一些承受疲勞載荷的構件，常在調質處理後再進行噴丸或滾壓處理。
4）固溶強化+沉澱強化。對於高溫承壓元件常採用這種方法，以提高材料的高溫性能。
有時還採用硼的強化晶界作用，進一步提高材料的高溫強度。
5.2 合金元素對正火(或退火)狀態鋼機械性能的影響
正火狀態下鋼有鐵素體和珠光體組織。固溶強化，結晶強化，沉澱強化。合金元素不僅影響鋼材的強度，同時也影響其韌性。
5.3 合金元素對調質鋼機械性能的影響
合金元素對調質鋼機械性能的影響，主要是通過它們對淬透性和回火性的影響而起作用的。主要表現於下列幾方面：
(1) 由於合金元素增加了鋼的淬透性，使截面較大的零件也可淬透，在調質狀態下可獲得綜合機械性能優良的回火索氏體。
(2) 許多合金元素可使回火轉變過程緩慢，因而在高溫回火後，碳化物保持較細小的顆粒，使調質處理的合金鋼能夠得到較好的強度與韌性的配合。
(3)高溫回火後，鋼的組織是由鐵素體和碳化物組成，合金元素對鐵素體的固溶強化作用可提高調質鋼的強度。
6 合金元素對鋼的工藝性能的影響
6.1 合金元素對焊接性能的影響 ：
鋼的焊接性能，主要取決於它的淬透性、回火性和碳的質量分數。
合金元素對鋼材焊接性能的影響，可用焊接碳當量來估算。我國目前所廣泛應用的普通低合金鋼，其焊接碳當量可按下述經驗公式計算。
公式 Cd=C+1/6Mn+1/5Cr+1/15Ni+1/4Mo+1/5V+1/24Si+1/2P+1/13Cu
近年來，對厚度為15～50mm的200個鋼種(從碳鋼到強度等級為1000MPa級的高強度合金鋼)，以低氫焊條進行常溫下的Y型坡口拘束焊接裂紋試驗。在試驗基礎上，提出了一個用以估計鋼材出現焊接裂紋可能性的指標，稱為鋼材焊接裂紋敏感性指數戶，其計算公式為 Pc=C+1/30Si+1/20Mn+1/20Cu+1/60Ni+1/20Cr+1/15Mo+1/10V+5B+1/600t+1/60H%，與碳當量公式相比增加了板厚和含氫量。
6.2 合金元素對切削加工的影響
金屬的切削性能是指金屬被切削的難易程度和加工表面的質量。為了提高鋼的切削性能，可在鋼中加入一些能改善切削性能的合金元素，最常用的元素是硫，其次是鉛和磷。
由於硫在鋼中與錳形成球狀或點狀硫化錳夾雜，破壞了金屬基體的連續性，使切削抗力降低，切屑易於碎斷，在易切削鋼中硫的質量分數可達0.08％～0.30％。
鉛在鋼中完全不溶，以2～3pm的極細質點均勻分布於鋼中，使切屑易斷，同時起潤滑作用，改善了鋼的切削性能，在易切削鋼中鉛的質量分數控制在0.10％～0.30％。
少量的磷溶入鐵素體中，可提高其硬度和脆性，有利於獲得良好的加工表面質量。
6.3 合金元素對塑性加工性能的影響
鋼的塑性加工分為熱加工和冷加工兩種。
熱加工工藝性能通常由熱加工時鋼的塑性和變形抗力，可加工溫度范圍、抗氧化能力、對鍛造加熱和鍛後冷卻的要求等來評價。合金元素溶入固溶體中，或在鋼中形成碳化物，都能使鋼的熱變形抗力提高和塑性明顯降低，容易發生鍛裂現象。但有些元素(如釩+鈮，鈦等)，其碳化物在鋼中呈彌散狀分布時，對鋼的脆性影響不大。另外，合金元素一般都降低鋼的導熱性和提高鋼的淬透性，因此為了防止開裂，合金鋼鍛造時的加熱和冷卻都必須緩慢。
冷加工工藝性能主要包括鋼的冷態變形能力和鋼件的表面質量兩方面。
溶解在固溶體中的合金元素，一般將提高鋼的冷加工硬化程度，使鋼承受塑性變形後很快地變硬變脆，這對鋼的冷加工是很不利的。因此，對於那些需要經受大量塑性變形加工的鋼材，在冶煉時應限制其中各種殘存合金元素的量，特別要嚴格控制硫、磷等。另一方面，碳、硅、磷、硫、鎳、鉻、釩、銅等元索還會使鋼材的冷態壓延性能惡化。
6.4 合金元素對鑄造性能的影響
鋼的鑄造性能主要由鑄造時金屬的流動性、收縮特點、偏析傾向等來綜合評定。它們與鋼的固相線和液相線溫度的高低及結晶溫度區間的大小有關。固、液相線的溫度愈低和結晶溫度區間愈窄，鑄造性能愈好。因此，合金元素的作用主要取決於其對狀態圖的影響。另外，一些元素如鉻、鉬、釩、鈦、鋁等，在鋼中形成高熔點碳化物或氧化物質點，增大了鋼液的粘度，降低其流動性，使鑄造性能惡化。
7 幾種常用合金元素在鋼中的作用
為了合金化而加入的合金元素，最常用的有硅、錳、鉻、鎳、鉬、鎢、釩，鈦，鈮、硼、鋁等。現分別說明它們在鋼中的作用。
7.1 硅在鋼中的作用
(1)提高鋼中固溶體的強度和冷加工硬化程度使鋼的韌性和塑性降低。
(2) 硅能顯著地提高鋼的彈性極限、屈服極限和屈強比。這是一般彈簧鋼。
(3)耐腐蝕性。硅的質量分數為15％～20％的高硅鑄鐵，是很好的耐酸材料。含有硅的鋼在氧化氣氛中加熱時，表面也將形成一層SiO2薄膜，從而提高鋼在高溫時的抗氧化性。
缺點：（4）使鋼的焊接性能惡化。
7.2 錳在鋼中的作用
（1）錳對提高鋼的淬透性。
（2）錳對提高低碳和中碳珠光體鋼的強度有顯著的作用。
（3）錳對鋼的高溫瞬時強度有所提高。
錳鋼的主要缺點是，①含錳較高時，有較明顯的回火脆性現象；②錳有促進晶粒長大的作用，因此錳鋼對過熱較敏感t在熱處理工藝上必須注意。這種缺點可用加入細化晶粒元素如鉬、釩、鈦等來克服：⑧當錳的質量分數超過1％時，會使鋼的焊接性能變壞，④錳會使鋼的耐銹蝕性能降低
合金元素影響鋼的組織和性能。其主要作用表示在：提高鋼的淬透性，提高鋼的強度，增強鋼的回火抗力和提高斷面組織均一性等。合金元素的綜合作用使得鋼的機械性能提高，鑄造生產上所用的低合金結構鋼中，大多數是加入兩種以上合金元素的多元素鑄造低合金結構鋼。但是應該適當掌握合金元素的加入量，加入量過少時，不能起到有效的強化作用，而加入量過多時，又會使鋼的塑性和沖擊韌性降低。依據有關資料分析，單合金元素的適宜含量控制在1～2%以下，多合金元素總含量為3～5%。合金元素在鑄鋼中的作用見表。
元 素
作 用
錳(Mn)
1． 強化基體作用很大，提高強度、硬度和耐磨性。
2． 在低合金範圍內增加回火脆性。
3． 縮小結晶范圍，提高流動性。
4． 增加體收縮和線收縮，增加冷、熱裂傾向。
硅(Si)
1． 強化鐵素體，提高耐熱性和耐蝕性，降低韌性和塑性。
2． 降低熔點，改善流動性。
3． 含量在0.40%范圍內，改善熱裂傾向。含量高時，易形成柱狀晶，增加熱裂傾向。
磷(P)
1． 強化鐵素體能力最大。
2． 改善切削性能。
3． 鋼中含碳較高時，磷導致冷脆性。
4． 有抗大氣腐蝕作用，有銅時，尤為顯著。
5． 改善流動性，但增加冷、熱裂傾向。
鉻(Cr)

1． 強化基體能力很大。
2． 含量高時，提高抗氧化和耐蝕性。
3． 生成夾雜物，生成氧化膜，使鋼水變稠，降低流動性，高鉻鋼鑄件易形成皺紋及冷隔。
4． 減少導熱性，增加熱裂傾向。
5． 增加體收縮量，增大縮孔傾向。
鉬(Mo)
1． 強化鐵素體。
2． 提高高溫性能，改善回火脆性。
3． 低合金範圍內，降低流動性。
4． 含量在1%以下時，降低導熱性，並增大收縮，增大冷、熱裂傾向。
鋁(Al)
1． 良好的脫氧作用，細化晶粒。
2． 提高抗氧化性能及抗氧化酸類的腐蝕能力。
3． 作脫氧劑時，改善流動性。
4． 作合金加入時，形成鋁的夾雜物和氧化膜，降低流動性。
鈦(Ti)
1． 脫氧、細化晶粒。
2． 強化鐵素體。
3． 顯著降低流動性。

鎳(Ni)
1．擴大奧氏體區，是奧氏體化有效元素。
2．提高強度而不顯著降低塑性。
3．對一些酸類（硫酸、鹽酸）有良好耐腐蝕能力。
4． 改善流動性。
5． 易生成枝晶，增大熱裂傾向。
硫(S)
1． 改善切削性能。
2． 生成夾雜物，使鑄件延展性及韌性降低。
3． 含量高時，將損害鋼的抗蝕性，使鋼表面產生抗蝕。
4． 以FeS形式存在於鋼時，容易在晶界上形成連續的網狀組織，易導致鑄件產生裂紋。
稀土元素(Re)
1． 脫硫、去氣、凈化鋼水。
2． 細化晶粒，改善鑄態組織。
3． 脫氧脫硫、改善流動性，減少熱裂傾向。

一般來說對於碳鋼和低合金鋼，稀土元素對鋼材的強度影響不大，但可使塑性和韌性、延性和展性有顯著提高，還縮小材料的各向異性，提高冷彎合格率，降低脆性轉變溫度。

合金元素對鋼的鑄造性能的影響
合金元素對鋼的鑄造性能的影響，反映在鑄件的一次結晶、鋼液的流動性、收縮及熱裂等方面。
3.1流動性
在合金元素中，一些高熔點的合金元素（如Mo、W）使鋼水流動性降低，而低熔點的合金元素（Mn、Ca）使鋼水流動性提高。錳降鋼的液相線和固相線，硅使液相線降低的傾斜度更大，因此，錳鋼中加入硅後，具有更好的流動性。
3.2收縮
線收縮率和縮孔率方面，低合金鋼與具有相同含碳量的碳鋼相似。
3.3熱裂錳、硅、鉻顯著降低鋼的導熱性，見圖1所示。因此，鑄件在凝固和冷卻過程中各部位的溫度差異較大，產生較大的內應力，容易出現裂紋。隨著含碳量的增加，低合金鋼的熱裂和冷裂傾向加大。

由於錳、硅、鉻等元素降低鋼的導熱性，並在一定程度上增加結晶溫度范圍，從而降低冷卻速度，促使產生粗大的晶粒，晶內偏析也較大。
4. 生產工藝措施
為了克服低合金鋼的一次晶粒較粗大，熱裂和回火脆性傾向較大等缺點，鑄造過程應嚴格控制好生產各工序的工藝技術操作，採取有效的措施，防止或降低鑄件缺陷的產生。尤其是對冶煉過程的控制和鑄件熱割的過程式控制制，是低合金鋼鑄件生產的關鍵性環節。

1、合金元素對鋼中的基本相的影響
合金鋼中常用的合金元素很多，按照其與碳結合的傾向大小，可分：
非碳化物形成元素（CO、Ni、Si、Cu、B等）
碳化物形成元素（Ti、V、W、Mo、Cr、Mn等）。
合金元素在鋼中的存在形式有：
溶解於鋼中的基本相（鐵素體、奧氏體和滲碳體）
形成特殊碳化物（如VC、TiC、Cr23C6等）
非碳化物形成元素和大部分的錳基本上都溶解於鐵素體（或奧氏體）中而形成合金鐵素體（或合金奧氏體），並產生固溶強化的作用，使合金鐵素體的強度、硬度升高，塑性和韌性下降（Cr、Ni、Mn含量少時略有上升）。其中，Si、Mn、Ni的強化作用較大。
碳化物形成元素（除錳外），當含量較低時，主要是溶入Fe3C中而形成合金滲碳體。合金元素的溶入大大地提高了滲碳體的穩定性。當一些強碳化物形成元素如Cr 、Ti、V、W、Mo等的含量較高時，它們還會形成新的穩定性較高或很高的特殊碳化物，如Cr23C6、WC、VC、TiC等。這一類特殊碳化物的特點是高熔點、高硬度。是鋼中常用的強化相，對提高鋼的強度、硬度和耐磨性有十分重要的意義。
2、合金元素對Fe-Fe3C相圖的影響
合金元素的影響主要表現在擴大或縮小γ相區。一些合金元素如Mn、Ni、等將擴大γ相區使A3線下降，而另一些合金元素如Cr、Mo、W、V、Ti、Si等則縮小γ相區並導致A3線上升。
擴大或縮小γ相區的結果，必然使Fe-Fe3C相圖中的S點、E點和C點的成分和溫度發生變化。幾乎所有的合金元素都使鐵碳相圖中S點、E點左移，其中以強碳化物形成元素的作用最為顯著。
3、合金元素對熱處理相變過程的影響
合金元素對熱處理相變過程的影響主要在於對奧氏體形成速度和奧氏體晶粒長大的影響。
合金元素對過冷奧氏體轉變的最突出的作用是使C曲線向右移（除鈷外），增加過冷奧氏體的穩定性，因而，提高了鋼的淬透性。常用的元素有：Cr、Mn、SI、NI和B。
合金元素對回火轉變過程的影響表現在三個方面：
提高回火穩定性。
產生二次硬化，提高鋼的紅硬性和高溫強度。常用的元素有W、Mo、 V。
使回火脆傾向增大，但一些元素如W、Mn能減弱或防止第二類脆性。

⑩ 硅元素對鋼材的性能有哪些影響

①硅與鋼液中的氧有較強的化合作用，能使鋼中的純鐵體晶粒細小和散布均勻，②硅是冶版煉較好性能權鎮靜鋼的常用脫氧劑。
適量的硅可以①提高鋼材的強度，②而且對其塑性、冷彎性能、沖擊韌性和焊接性無顯著不良影響。
過量的硅將①降低鋼材的塑性和沖擊韌性，②惡化鋼材的抗銹蝕能力和焊接性。
結構鋼中硅的含量一般為：≤0.3％(Q235鋼)；≤0.6％(16Mn、15MnV鋼)。