A. 鋼材所含的碳多少是否決定硬度
鋼的組織與化學成分對鋼材性能的影響一、鋼的組織及其對鋼性能的影響：
鋼材是由無數微細晶粒所構成，碳與鐵結合的方式不同，可形成不同的晶體組織，使鋼材的性能產生顯著差異。
1、鋼的基本組織：
純鐵在不同溫度下有不同的晶體結構：
鋼中碳原子與鐵原子的三種基本結合形式為：固融體、化合物和機械混合物。
下表列出了鋼的四種基本組織及其性能。
鋼的基本晶體組織
名 稱 含碳量，% 結構特徵 性 能
鐵素體 ≤0.02 碳溶於α-鐵中的固溶體 強度、硬度很低,塑性好,沖擊韌性很好
奧氏體 0.8 碳溶於γ-鐵中的固溶體 強度、硬度不高，塑性大
滲碳體 6.67 化合物Fe3C 抗拉強度很低，硬脆，很耐磨，塑性幾乎為零
珠光體 0.8 鐵素體與Fe3C的機械混合物 強度較高，塑性和韌性介於鐵素體和滲碳體之間
2、晶體組織對鋼材性能的影響：
碳素鋼的含碳量不大於0.8%時，其基本組織為鐵素體和珠光體；含碳量增大時，珠光體的含量增大，鐵素體則相應減少，因而強度、硬度隨之提高，但塑性和沖擊韌性則相應下降。
二、鋼的化學成分對鋼性能的影響：
鋼材中除了主要化學成分鐵（Fe）以外，還含有少量的碳（C）、硅（Si）、錳（Mn）、磷（P）、硫（S）、氧（O）、氮（N）、鈦（Ti）、釩（V）等元素，這些元素雖然含量少，但對鋼材性能有很大影響：
1、碳。
碳是決定鋼材性能的最重要元素。當鋼中含碳量在0.8%以下時，隨著含碳量的增加，鋼材的強度和硬度提高，而塑性和韌性降低；但當含碳量在1.0%以上時，隨著含碳量的增加，鋼材的強度反而下降。
隨著含碳量的增加，鋼材的焊接性能變差（含碳量大於0.3%的鋼材，可焊性顯著下降），冷脆性和時效敏感性增大，耐大氣銹蝕性下降。
一般工程所用碳素鋼均為低碳鋼，即含碳量小於0.25%；工程所用低合金鋼，其含碳量小於0.52%。
2、硅。
硅是作為脫氧劑而殘留於鋼中，是鋼中的有益元素。
硅含量較低（小於1.0%）時，能提高鋼材的強度和硬度以及耐蝕性，而對塑性和韌性無明顯影響。但當硅含量超過1.0%時，將顯著降低鋼材的塑性和韌性，增大冷脆性實效敏感性，並降低可焊性。
3、錳。
錳是煉鋼時用來脫氧去硫而殘留於鋼中的，是鋼中的有益元素。
錳具有很強的脫氧去硫能力，能消除或減輕氧、硫所引起的熱脆性，大大改善鋼材的熱加工性能，同時能提高鋼材的強度和硬度，但塑性和韌性略有降低。但鋼材中含錳量太高，則會降低鋼材的塑性、韌性和可焊性。錳是我國低合金結構鋼中的主要合金元素。
4、磷。
磷是鋼中很有害的元素。
隨著磷含量的增加，鋼材的強度、屈強比、硬度均提高，而塑性和韌性顯著降低。特別是溫度愈低，對塑性和韌性的影響愈大，顯著加大鋼材的冷脆性。
磷也使鋼材的可焊性顯著降低。但磷可提高鋼材的耐磨性和耐蝕性，故在經過合理的冶金工藝之後，低合金鋼中也將磷可配合其他元素作為合金元素使用。
5、硫。
硫是鋼中很有害的元素。
硫的存在會加大鋼材的熱脆性，降低鋼材的各種機械性能，也使鋼材的可焊性、沖擊韌性、耐疲勞性和抗腐蝕性等均降低。為消除硫的這些危害，可在鋼中加入適量的錳。
6、氧。
氧是鋼中的有害元素。
隨著氧含量的增加，鋼材的強度有所提高，但塑性特別是韌性顯著降低，可焊性變差。氧的存在會造成鋼材的熱脆性。
7、氮、氫。
氮對鋼材性能的影響與碳、磷相似，隨著氮含量的增加，可使鋼材的強度提高，塑性、特別是韌性顯著降低，可焊性變差，冷脆性加劇。氮在鋁、鈮、釩等元素的配合下可以減少其不利影響，改善鋼材性能，可作為低合金鋼的合金元素使用。
鋼中溶有氫則會引起鋼的白點（圓圈狀的斷裂面）和內部裂紋，斷口有白點的鋼一般不能用於建築結構。
8、鈦。
鈦是強脫氧劑。鈦能顯著提高強度，改善韌性、可焊性，但稍降低塑性。鈦是常用的微量合金元素。
9、釩。
釩是弱脫氧劑。釩加入鋼中可減弱碳和氮的不利影響，有效地提高強度，但有時也會增加焊接淬硬傾向，釩也是常用的微量合金元素。
B. 鋼材中碳元素對鋼材的影響是怎樣的
（-2%左右）碳含量會改善材料的力學性能，如抗拉強度、屈服強度，但是含量越高，鋼材的延伸率就要降低，脆性增大，硬度升高。有些達到屈服強度後立即就蹦斷，已經無使用價值了！
C. 含碳量的多少對鋼的性能有什麼影響
碳是鋼鐵材料的重要組分。含碳量[表示為質量分數，符號為wo，或w(C)]的多少對鋼鐵的性能有重要作用。也正是由於鋼中含有一定量的碳，才能對鋼進行熱處理，才能調節或改變其機械性能。通常把含碳量w(C)2％作為區別鋼和鐵的分界線。一般，鋼的含碳量w(C)≤2％，但個別鋼種，如高餡鋼，含碳量會大於2％。含碳量w(C)<0．25％的鋼種稱為低碳鋼。在一定范圍內，隨著含碳量的增加，鋼的硬度和強度得到提高，但其塑性和韌性降低。碳對鋼的組織的影響主要是擴大Y相區，但因滲碳體的形成，不能無限固溶。在鐵和Y鐵中碳的最大溶解度依次為0．02％及2．1％。在鋼中，碳可與基體元素鐵形成碳化物，還可與鈦、鈮、鋯、釩、鉬、鎢、鉻、錳等形成碳化物，統稱為化合碳。鐵碳固溶體中的碳、無定形碳、石墨碳、退火碳等總稱為游離碳。高碳鋼經退火處理後也會有部分游離碳析出。在鑄鐵中，碳除了極少量固溶於鐵素體外，大部分以游離(石墨碳)形態、化合形態或兩者並存的形態存在。主要以石墨碳形態存在的鑄鐵，其斷口呈灰色，故稱為「灰口鐵」，煉鋼生鐵中的碳大多以化合態Fe3C形態存在，其斷口呈灰白色，故稱為「白口鐵」。化合碳和游離碳的合稱為總碳量。游離碳不溶於酸，化合碳可溶於酸，利用這一特性可使兩者分離。
D. 鋼材中碳元素對鋼材的影響是怎樣的
碳元素對鋼材的強度、韌性都有影響，一般，人們對含碳量高低不同的鋼材分為高碳鋼、低碳鋼，碳元素越高，鋼的韌性越低，硬度越大，反之碳元素越低，韌性越高，硬度越低。
E. 碳（C）元素對鋼材性能有什麼影響
碳是僅次於鐵的主要元素，它直接影響鋼材的強度、塑性、韌性和焊接性能等。當鋼中含碳量在0.8%以下時，隨著含碳量的增加，鋼材的強度和硬度提高，而塑性和韌性降低；但當含碳量在1.0%以上時，隨著含碳量的增加，鋼材的強度反而下降。隨著含碳量的增加，鋼材的焊接性能變差（含碳量大於0.3%的鋼材，可焊性顯著下降），冷脆性和時效敏感性增大，耐大氣銹蝕性下降。
F. 碳含量在鋼材中有什麼作用
碳是鋼鐵材料的主要合金元素，因此鋼鐵材料也可以稱為鐵碳合金。碳在版鋼材中的主要作用權是：
1.形成固溶體組織，提高鋼的強度，如鐵素體、奧氏體組織，都溶解有碳元素；
2.形成碳化物組織，可提高鋼的硬度及耐磨性。如滲碳體，即Fe3C，就是碳化物組織。
因此，碳在鋼材中，含碳量越高，鋼的強度、硬度就越高，但塑性、韌性也會隨之降低；反之，含碳量越低，鋼的塑性、韌性越高，其強度、硬度也會隨之降低。
因此，含碳量的高低決定了鋼材的用途：低碳鋼（含碳量＜0.25%），一般用作型材及沖壓材料；中碳鋼（含碳量＜0.6%），一般用作機械零件；高碳鋼（含碳量＞0.7%），一般用作工具、刀具及模具等。
G. 鋼材中的化學成分對鋼材性能主要有什麼影響
鋼中除鐵、碳兩種基本元素外，還含有其他的一些元素，它們對鋼的性能和質量有一定的影響。
(1)碳。碳是決定鋼材性能的主要元素。隨著含碳量的增加，鋼的強度、硬度提高，塑性、韌性降低。但當含碳量大於1．o%時，由於鋼材變脆，抗拉強度反而下降。
(2)硅、錳。硅和錳是鋼材中的有益元素。硅和錳是在煉鋼時為了脫氧加入硅鐵和錳鐵而留在鋼中的合金元素。
硅的含量在1%以內，可提高鋼材的強度，對塑性和韌性沒有明顯影響。但含硅量超過1%時，鋼材冷脆性增加，可焊性變差。
錳的含量為0.8%～1%時，可顯著提高鋼的強度和硬度，幾乎不降低塑性及韌性。當其含量大於1%時，在提高強度的同時，塑性及韌性有所下降，可焊性變差。
(3)硫、磷。硫和磷是鋼材中主要的有害元素，煉鋼時由原料帶入。
硫能夠引起熱脆性，熱脆性嚴重降低了鋼的熱加工性和可焊性。硫的存在還使鋼的沖擊韌性、疲勞強度、可焊性及耐蝕性降低。
磷能使鋼材的強度、硬度、耐蝕性提高，但顯著降低鋼材的塑性和韌性，特別是低溫狀態的沖擊韌性下降更為明顯，使鋼材容易脆裂，這種現象稱為冷脆性。冷脆性使鋼材的沖擊韌性以及焊接等性能都下降。
(4)氧、氮。氧和氮是鋼材中的有害元素，它們是在煉鋼過程中進入鋼液的。這些元素的存在降低了鋼材的強度、冷彎性能和焊接性能。氧還使鋼材的熱脆性增加，氮還使鋼材的冷脆性及時效敏感性增加。
(5)鋁、鈦、釩、鈮。鋁、鈦、釩、鈮等元素是鋼材中的有益元素，它們均是煉鋼時的強脫氧劑，也是合金鋼中常用的合金元素。適量地加入這些元素，可以改善鋼材的組織，細化晶粒，顯著提高鋼材的強度和改善鋼材的韌性。
H. 簡要分析鋼材的化學成分對鋼材性能有何影響
碳：存在於所有的鋼材，是最重要的硬化元素。有助於增加鋼材的強度，我們版通常希望刀具級別權的鋼材擁有0.6%以上的碳，也成為高碳鋼。
磷是鋼中有害雜質之一。含磷較多的鋼,在室溫或更低的溫度下使用時,容易脆裂，稱為「冷脆」。鋼中含碳越高，磷引起的脆性越嚴重。一般普通鋼中規定含磷量不超過 0.045％，優質鋼要求含磷更少。
硫在鋼中偏析嚴重，惡化鋼的質量。在高溫下，降低鋼的塑性，是一種有害元素，它以熔點較低的FeS的形式存在。
鉻：增加耐磨損性，硬度，最重要的是耐腐蝕性，擁有13%以上的認為是不銹鋼。盡管這么叫，如果保養不當，所有鋼材都會生銹。
錳：重要的元素，有助於生成紋理結構，增加堅固性，和強度、及耐磨損性。
鉬：碳化作用劑，防止鋼材變脆，在高溫時保持鋼材的強度，出現在很多鋼材中。
鎳：保持強度、抗腐蝕性、和韌性。
硅：有助於增強強度。和錳一樣，硅在鋼的生產過程中用於保持鋼材的強度。
鎢：增強抗磨損性。將鎢和適當比例的鉻或錳混合用於製造高速鋼。
釩：增強抗磨損能力和延展性。一種釩的碳化物用於製造條紋鋼。在許多種鋼材中都含有釩。
I. 化學成分碳，硫。磷對鋼材的性能有哪些影響
碳含量增加，強度提高，塑性，韌性和疲勞強度下降，同時惡化可焊性和抗腐蝕性。硫使鋼熱脆，磷使鋼冷脆。但磷也可提高鋼材的強度和抗銹性。
這樣可以么？