A. 钢材所含的碳多少是否决定硬度
钢的组织与化学成分对钢材性能的影响一、钢的组织及其对钢性能的影响：
钢材是由无数微细晶粒所构成，碳与铁结合的方式不同，可形成不同的晶体组织，使钢材的性能产生显著差异。
1、钢的基本组织：
纯铁在不同温度下有不同的晶体结构：
钢中碳原子与铁原子的三种基本结合形式为：固融体、化合物和机械混合物。
下表列出了钢的四种基本组织及其性能。
钢的基本晶体组织
名 称 含碳量，% 结构特征 性 能
铁素体 ≤0.02 碳溶于α-铁中的固溶体 强度、硬度很低,塑性好,冲击韧性很好
奥氏体 0.8 碳溶于γ-铁中的固溶体 强度、硬度不高，塑性大
渗碳体 6.67 化合物Fe3C 抗拉强度很低，硬脆，很耐磨，塑性几乎为零
珠光体 0.8 铁素体与Fe3C的机械混合物 强度较高，塑性和韧性介于铁素体和渗碳体之间
2、晶体组织对钢材性能的影响：
碳素钢的含碳量不大于0.8%时，其基本组织为铁素体和珠光体；含碳量增大时，珠光体的含量增大，铁素体则相应减少，因而强度、硬度随之提高，但塑性和冲击韧性则相应下降。
二、钢的化学成分对钢性能的影响：
钢材中除了主要化学成分铁（Fe）以外，还含有少量的碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）、氧（O）、氮（N）、钛（Ti）、钒（V）等元素，这些元素虽然含量少，但对钢材性能有很大影响：
1、碳。
碳是决定钢材性能的最重要元素。当钢中含碳量在0.8%以下时，随着含碳量的增加，钢材的强度和硬度提高，而塑性和韧性降低；但当含碳量在1.0%以上时，随着含碳量的增加，钢材的强度反而下降。
随着含碳量的增加，钢材的焊接性能变差（含碳量大于0.3%的钢材，可焊性显著下降），冷脆性和时效敏感性增大，耐大气锈蚀性下降。
一般工程所用碳素钢均为低碳钢，即含碳量小于0.25%；工程所用低合金钢，其含碳量小于0.52%。
2、硅。
硅是作为脱氧剂而残留于钢中，是钢中的有益元素。
硅含量较低（小于1.0%）时，能提高钢材的强度和硬度以及耐蚀性，而对塑性和韧性无明显影响。但当硅含量超过1.0%时，将显著降低钢材的塑性和韧性，增大冷脆性实效敏感性，并降低可焊性。
3、锰。
锰是炼钢时用来脱氧去硫而残留于钢中的，是钢中的有益元素。
锰具有很强的脱氧去硫能力，能消除或减轻氧、硫所引起的热脆性，大大改善钢材的热加工性能，同时能提高钢材的强度和硬度，但塑性和韧性略有降低。但钢材中含锰量太高，则会降低钢材的塑性、韧性和可焊性。锰是我国低合金结构钢中的主要合金元素。
4、磷。
磷是钢中很有害的元素。
随着磷含量的增加，钢材的强度、屈强比、硬度均提高，而塑性和韧性显著降低。特别是温度愈低，对塑性和韧性的影响愈大，显著加大钢材的冷脆性。
磷也使钢材的可焊性显著降低。但磷可提高钢材的耐磨性和耐蚀性，故在经过合理的冶金工艺之后，低合金钢中也将磷可配合其他元素作为合金元素使用。
5、硫。
硫是钢中很有害的元素。
硫的存在会加大钢材的热脆性，降低钢材的各种机械性能，也使钢材的可焊性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低。为消除硫的这些危害，可在钢中加入适量的锰。
6、氧。
氧是钢中的有害元素。
随着氧含量的增加，钢材的强度有所提高，但塑性特别是韧性显著降低，可焊性变差。氧的存在会造成钢材的热脆性。
7、氮、氢。
氮对钢材性能的影响与碳、磷相似，随着氮含量的增加，可使钢材的强度提高，塑性、特别是韧性显著降低，可焊性变差，冷脆性加剧。氮在铝、铌、钒等元素的配合下可以减少其不利影响，改善钢材性能，可作为低合金钢的合金元素使用。
钢中溶有氢则会引起钢的白点（圆圈状的断裂面）和内部裂纹，断口有白点的钢一般不能用于建筑结构。
8、钛。
钛是强脱氧剂。钛能显著提高强度，改善韧性、可焊性，但稍降低塑性。钛是常用的微量合金元素。
9、钒。
钒是弱脱氧剂。钒加入钢中可减弱碳和氮的不利影响，有效地提高强度，但有时也会增加焊接淬硬倾向，钒也是常用的微量合金元素。
B. 钢材中碳元素对钢材的影响是怎样的
（-2%左右）碳含量会改善材料的力学性能，如抗拉强度、屈服强度，但是含量越高，钢材的延伸率就要降低，脆性增大，硬度升高。有些达到屈服强度后立即就蹦断，已经无使用价值了！
C. 含碳量的多少对钢的性能有什么影响
碳是钢铁材料的重要组分。含碳量[表示为质量分数，符号为wo，或w(C)]的多少对钢铁的性能有重要作用。也正是由于钢中含有一定量的碳，才能对钢进行热处理，才能调节或改变其机械性能。通常把含碳量w(C)2％作为区别钢和铁的分界线。一般，钢的含碳量w(C)≤2％，但个别钢种，如高馅钢，含碳量会大于2％。含碳量w(C)<0．25％的钢种称为低碳钢。在一定范围内，随着含碳量的增加，钢的硬度和强度得到提高，但其塑性和韧性降低。碳对钢的组织的影响主要是扩大Y相区，但因渗碳体的形成，不能无限固溶。在铁和Y铁中碳的最大溶解度依次为0．02％及2．1％。在钢中，碳可与基体元素铁形成碳化物，还可与钛、铌、锆、钒、钼、钨、铬、锰等形成碳化物，统称为化合碳。铁碳固溶体中的碳、无定形碳、石墨碳、退火碳等总称为游离碳。高碳钢经退火处理后也会有部分游离碳析出。在铸铁中，碳除了极少量固溶于铁素体外，大部分以游离(石墨碳)形态、化合形态或两者并存的形态存在。主要以石墨碳形态存在的铸铁，其断口呈灰色，故称为“灰口铁”，炼钢生铁中的碳大多以化合态Fe3C形态存在，其断口呈灰白色，故称为“白口铁”。化合碳和游离碳的合称为总碳量。游离碳不溶于酸，化合碳可溶于酸，利用这一特性可使两者分离。
D. 钢材中碳元素对钢材的影响是怎样的
碳元素对钢材的强度、韧性都有影响，一般，人们对含碳量高低不同的钢材分为高碳钢、低碳钢，碳元素越高，钢的韧性越低，硬度越大，反之碳元素越低，韧性越高，硬度越低。
E. 碳（C）元素对钢材性能有什么影响
碳是仅次于铁的主要元素，它直接影响钢材的强度、塑性、韧性和焊接性能等。当钢中含碳量在0.8%以下时，随着含碳量的增加，钢材的强度和硬度提高，而塑性和韧性降低；但当含碳量在1.0%以上时，随着含碳量的增加，钢材的强度反而下降。随着含碳量的增加，钢材的焊接性能变差（含碳量大于0.3%的钢材，可焊性显著下降），冷脆性和时效敏感性增大，耐大气锈蚀性下降。
F. 碳含量在钢材中有什么作用
碳是钢铁材料的主要合金元素，因此钢铁材料也可以称为铁碳合金。碳在版钢材中的主要作用权是：
1.形成固溶体组织，提高钢的强度，如铁素体、奥氏体组织，都溶解有碳元素；
2.形成碳化物组织，可提高钢的硬度及耐磨性。如渗碳体，即Fe3C，就是碳化物组织。
因此，碳在钢材中，含碳量越高，钢的强度、硬度就越高，但塑性、韧性也会随之降低；反之，含碳量越低，钢的塑性、韧性越高，其强度、硬度也会随之降低。
因此，含碳量的高低决定了钢材的用途：低碳钢（含碳量＜0.25%），一般用作型材及冲压材料；中碳钢（含碳量＜0.6%），一般用作机械零件；高碳钢（含碳量＞0.7%），一般用作工具、刀具及模具等。
G. 钢材中的化学成分对钢材性能主要有什么影响
钢中除铁、碳两种基本元素外，还含有其他的一些元素，它们对钢的性能和质量有一定的影响。
(1)碳。碳是决定钢材性能的主要元素。随着含碳量的增加，钢的强度、硬度提高，塑性、韧性降低。但当含碳量大于1．o%时，由于钢材变脆，抗拉强度反而下降。
(2)硅、锰。硅和锰是钢材中的有益元素。硅和锰是在炼钢时为了脱氧加入硅铁和锰铁而留在钢中的合金元素。
硅的含量在1%以内，可提高钢材的强度，对塑性和韧性没有明显影响。但含硅量超过1%时，钢材冷脆性增加，可焊性变差。
锰的含量为0.8%～1%时，可显著提高钢的强度和硬度，几乎不降低塑性及韧性。当其含量大于1%时，在提高强度的同时，塑性及韧性有所下降，可焊性变差。
(3)硫、磷。硫和磷是钢材中主要的有害元素，炼钢时由原料带入。
硫能够引起热脆性，热脆性严重降低了钢的热加工性和可焊性。硫的存在还使钢的冲击韧性、疲劳强度、可焊性及耐蚀性降低。
磷能使钢材的强度、硬度、耐蚀性提高，但显著降低钢材的塑性和韧性，特别是低温状态的冲击韧性下降更为明显，使钢材容易脆裂，这种现象称为冷脆性。冷脆性使钢材的冲击韧性以及焊接等性能都下降。
(4)氧、氮。氧和氮是钢材中的有害元素，它们是在炼钢过程中进入钢液的。这些元素的存在降低了钢材的强度、冷弯性能和焊接性能。氧还使钢材的热脆性增加，氮还使钢材的冷脆性及时效敏感性增加。
(5)铝、钛、钒、铌。铝、钛、钒、铌等元素是钢材中的有益元素，它们均是炼钢时的强脱氧剂，也是合金钢中常用的合金元素。适量地加入这些元素，可以改善钢材的组织，细化晶粒，显著提高钢材的强度和改善钢材的韧性。
H. 简要分析钢材的化学成分对钢材性能有何影响
碳：存在于所有的钢材，是最重要的硬化元素。有助于增加钢材的强度，我们版通常希望刀具级别权的钢材拥有0.6%以上的碳，也成为高碳钢。
磷是钢中有害杂质之一。含磷较多的钢,在室温或更低的温度下使用时,容易脆裂，称为“冷脆”。钢中含碳越高，磷引起的脆性越严重。一般普通钢中规定含磷量不超过 0.045％，优质钢要求含磷更少。
硫在钢中偏析严重，恶化钢的质量。在高温下，降低钢的塑性，是一种有害元素，它以熔点较低的FeS的形式存在。
铬：增加耐磨损性，硬度，最重要的是耐腐蚀性，拥有13%以上的认为是不锈钢。尽管这么叫，如果保养不当，所有钢材都会生锈。
锰：重要的元素，有助于生成纹理结构，增加坚固性，和强度、及耐磨损性。
钼：碳化作用剂，防止钢材变脆，在高温时保持钢材的强度，出现在很多钢材中。
镍：保持强度、抗腐蚀性、和韧性。
硅：有助于增强强度。和锰一样，硅在钢的生产过程中用于保持钢材的强度。
钨：增强抗磨损性。将钨和适当比例的铬或锰混合用于制造高速钢。
钒：增强抗磨损能力和延展性。一种钒的碳化物用于制造条纹钢。在许多种钢材中都含有钒。
I. 化学成分碳，硫。磷对钢材的性能有哪些影响
碳含量增加，强度提高，塑性，韧性和疲劳强度下降，同时恶化可焊性和抗腐蚀性。硫使钢热脆，磷使钢冷脆。但磷也可提高钢材的强度和抗锈性。
这样可以么？