【知识点】钢材中各种元素含量的影响
钢材中的主要化学元素是铁，另外还含有少量的碳、硅、硫、磷、氧和氮等，这些少量元素对钢材的性能影响很大。
1、碳
含碳量小于2.11%（重量）的合金为钢；而含碳量大于2.11%（重量）的合金称为生铁。
钢和铁的分界线就是以碳的含量的多少来划分的，可见碳在钢材中的重要作用。
钢中碳的含量对钢的性质有决定性的影响。
含碳量低，钢的强度较低，但是塑性大，延伸率和冲击韧性高，钢质较软，易于冷加工、切削和焊接；
含碳量高，钢的强度高，塑性小、硬度大，性脆和不易加工。
碳素钢的分类就是按照含碳量的多少来进行的。
2、杂质元素（硫、磷、氢）
硫和磷的含量稍多便会影响钢的塑性和韧性，磷使钢显著产生冷脆性，硫则产生热脆性。
钢材按照质量的分类就是按照硫和磷的含量的多少来进行的，含硫磷量少的钢材质量好，反之质量差。
3、合金元素（铬、镍、锰、钛）
硅和锰可以使钢材强度和硬度提高，而塑性和韧性不显著降低。
各种合金钢中正是在优质碳素结构钢的基础上加入适量的一种或几种上述元素形成的，质量优于碳素结构钢的钢材。
例如：铁素体型不锈钢中的主要合金元素就是铬。
【例题1】硫可以使钢材产生（ ）。
A．塑性
B．软
C．冷脆性
D．热脆性
【答案】D
【解析】参见教材P3，要将磷使钢材的冷脆性和硫使钢材具有的热脆性分开考虑。
在一定温度条件下出现的脆性，温度条件改变后，脆性自行消失，或者在一定温度条件下，经一定时间后出现的脆性。
冷脆性：金属材料在低温下呈现的冲击值明显降低的现象。
热脆性：某些钢材长时间停留在400～500℃温度区间再冷却至室温，其冲击值有明显下降。
【例题2】对铸铁的韧性和塑性影响最大的因素为（ ）。
A．石墨的数量
B．石墨的形状
C．石墨的大小
D．石墨的分布
【答案】B
【解析】参见教材P8.铸铁的分类就是按照石墨的形状特征进行的。
【例题3】钢的成分确定后，其力学性能主要取决于（ ）。
A．钢的冲击韧性
B．碳的含量
C．有害元素含量
D．钢的金相组织
【答案】D
【解析】参见教材P3.
建设工程教育网原创
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钢材中的主要化学元素是铁，另外还含有少量的碳、硅、硫、磷、氧和氮等，这些少量元素对钢材的性能影响很大。
1、碳
含碳量小于2.11%（重量）的合金为钢；而含碳量大于2.11%（重量）的合金称为生铁。
钢和铁的分界线就是以碳的含量的多少来划分的，可见碳在钢材中的重要作用。
钢中碳的含量对钢的性质有决定性的影响。
含碳量低，钢的强度较低，但是塑性大，延伸率和冲击韧性高，钢质较软，易于冷加工、切削和焊接；
含碳量高，钢的强度高，塑性小、硬度大，性脆和不易加工。
碳素钢的分类就是按照含碳量的多少来进行的。
2、杂质元素（硫、磷、氢）
硫和磷的含量稍多便会影响钢的塑性和韧性，磷使钢显著产生冷脆性，硫则产生热脆性。
钢材按照质量的分类就是按照硫和磷的含量的多少来进行的，含硫磷量少的钢材质量好，反之质量差。
3、合金元素（铬、镍、锰、钛）
硅和锰可以使钢材强度和硬度提高，而塑性和韧性不显著降低。
各种合金钢中正是在优质碳素结构钢的基础上加入适量的一种或几种上述元素形成的，质量优于碳素结构钢的钢材。
例如：铁素体型不锈钢中的主要合金元素就是铬。
【例题1】硫可以使钢材产生（ ）。
A．塑性
B．软
C．冷脆性
D．热脆性
【答案】D
【解析】参见教材P3，要将磷使钢材的冷脆性和硫使钢材具有的热脆性分开考虑。
在一定温度条件下出现的脆性，温度条件改变后，脆性自行消失，或者在一定温度条件下，经一定时间后出现的脆性。
冷脆性：金属材料在低温下呈现的冲击值明显降低的现象。
热脆性：某些钢材长时间停留在400～500℃温度区间再冷却至室温，其冲击值有明显下降。
【例题2】对铸铁的韧性和塑性影响最大的因素为（ ）。
A．石墨的数量
B．石墨的形状
C．石墨的大小
D．石墨的分布
【答案】B
【解析】参见教材P8.铸铁的分类就是按照石墨的形状特征进行的。
【例题3】钢的成分确定后，其力学性能主要取决于（ ）。
A．钢的冲击韧性
B．碳的含量
C．有害元素含量
D．钢的金相组织
【答案】D
【解析】参见教材P3.
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