在鋼的使用中,除了含有鐵、碳與合金元素外,在冶煉過程中,不可避免地要帶入一些雜質(如錳、硅、硫、磷、非金屬類雜質以及某些氣體,如氮、氫、氧等)。這些雜質對鋼的質量有很大的影響。

硅在鋼中作為雜質存在時,一般均小于0.4%,它也來自生鐵與脫氧劑。在室溫下硅能溶于鐵素體,對鋼有一定的強化作用。但硅作為少量雜質存在時,它對鋼的性能影響不大。

錳在鋼中作為雜質存在時,一般均小于0.8%。它來自作為煉鋼原料的生鐵及脫氧劑錳鐵。錳有很好的脫氧能力,還能與硫形成MnS,以消除硫的有害作用。這些反應產物大部分進入爐渣而被除去,小部分殘留于鋼中成為非金屬夾雜物。此外,在室溫下錳能溶于鐵素體,對鋼有一定強化作用。錳也能溶于滲碳體中,形成合金滲碳體。但錳作為少量雜質存在時,它對鋼的性能影響不明顯。

硫是由生鐵及燃料帶入鋼中的雜質。在固態下,硫在鐵中的溶解度極小,而是以FeS的形態存在于鋼中。由于FeS的塑性差,使含硫較多的鋼脆性較大。更嚴重的是,FeS與Fe可形成低熔點(985℃)的共晶體,分布在奧氏體的晶界上。當鋼加熱到約1200℃進行熱壓力加工時,晶界上的共晶體已溶化,晶粒間結合被破壞,使鋼材在加工過程中沿晶界開裂,這種現象稱為熱脆性。為了消除硫的有害作用,必須增加鋼中含錳量。錳與硫優先形成高熔點(1620℃)的硫化錳,并呈粒狀分布在晶粒內,它在高溫下具有一定塑造性,從而避免了熱脆性。硫化物是非金屬夾雜物,會降低鋼的機械性能,并在軋制過程中形成熱加工纖維組織。因此,通常情況下,硫是有害的雜質。在鋼中要嚴格限制硫的含量。但含硫量較多的鋼,可形成較多的MnS,在切削加工中,MnS能起斷屑作用,可改善鋼的切削加工性,這是硫有利的一面。

  非金屬夾雜物在煉鋼過程中,少量爐渣、耐火材料及冶煉中反應產物可能進入鋼液,形成非金屬夾雜物。例如氧化物、硫化物、硅酸鹽、氮化物等。它們都會降低鋼的機械性能,特別是降低塑性、韌性及疲勞極限。嚴重時,還會使鋼在熱加工與熱處理時產生裂紋或使用時突然脆斷。非金屬夾雜物也促使鋼形成熱加工纖維組織與帶狀組織,使材料具有各向異性。嚴重時,橫向塑性僅為縱向的一半,并使沖擊韌性大為降低。因此,對重要用途的鋼(如滾動軸承鋼、彈簧鋼等)要檢查非金屬夾雜物的數量、形狀、大小與分布情況。此外,鋼在整個冶煉過程中,都與空氣接觸,因而鋼液中總會吸收一些氣體,如氮、氧、氫等。它們對鋼的質量也會產生一定的影響。在鋼的使用中,除了含有鐵、碳與合金元素外,在冶煉過程中,不可避免地要帶入一些雜質(如錳、硅、硫、磷、非金屬類雜質以及某些氣體,如氮、氫、氧等)。這些雜質對鋼的質量有很大的影響。

硅在鋼中作為雜質存在時,一般均小于0.4%,它也來自生鐵與脫氧劑。在室溫下硅能溶于鐵素體,對鋼有一定的強化作用。但硅作為少量雜質存在時,它對鋼的性能影響不大。

錳在鋼中作為雜質存在時,一般均小于0.8%。它來自作為煉鋼原料的生鐵及脫氧劑錳鐵。錳有很好的脫氧能力,還能與硫形成MnS,以消除硫的有害作用。這些反應產物大部分進入爐渣而被除去,小部分殘留于鋼中成為非金屬夾雜物。此外,在室溫下錳能溶于鐵素體,對鋼有一定強化作用。錳也能溶于滲碳體中,形成合金滲碳體。但錳作為少量雜質存在時,它對鋼的性能影響不明顯。

硫是由生鐵及燃料帶入鋼中的雜質。在固態下,硫在鐵中的溶解度極小,而是以FeS的形態存在于鋼中。由于FeS的塑性差,使含硫較多的鋼脆性較大。更嚴重的是,FeS與Fe可形成低熔點(985℃)的共晶體,分布在奧氏體的晶界上。當鋼加熱到約1200℃進行熱壓力加工時,晶界上的共晶體已溶化,晶粒間結合被破壞,使鋼材在加工過程中沿晶界開裂,這種現象稱為熱脆性。為了消除硫的有害作用,必須增加鋼中含錳量。錳與硫優先形成高熔點(1620℃)的硫化錳,并呈粒狀分布在晶粒內,它在高溫下具有一定塑造性,從而避免了熱脆性。硫化物是非金屬夾雜物,會降低鋼的機械性能,并在軋制過程中形成熱加工纖維組織。因此,通常情況下,硫是有害的雜質。在鋼中要嚴格限制硫的含量。但含硫量較多的鋼,可形成較多的MnS,在切削加工中,MnS能起斷屑作用,可改善鋼的切削加工性,這是硫有利的一面。

  非金屬夾雜物在煉鋼過程中,少量爐渣、耐火材料及冶煉中反應產物可能進入鋼液,形成非金屬夾雜物。例如氧化物、硫化物、硅酸鹽、氮化物等。它們都會降低鋼的機械性能,特別是降低塑性、韌性及疲勞極限。嚴重時,還會使鋼在熱加工與熱處理時產生裂紋或使用時突然脆斷。非金屬夾雜物也促使鋼形成熱加工纖維組織與帶狀組織,使材料具有各向異性。嚴重時,橫向塑性僅為縱向的一半,并使沖擊韌性大為降低。因此,對重要用途的鋼(如滾動軸承鋼、彈簧鋼等)要檢查非金屬夾雜物的數量、形狀、大小與分布情況。此外,鋼在整個冶煉過程中,都與空氣接觸,因而鋼液中總會吸收一些氣體,如氮、氧、氫等。它們對鋼的質量也會產生一定的影響。