新产品开发基本上都涉及到新材料，那么如何选择新材料呢？首先要了解各种元素对钢的影响。了解这些可以有效提高产品设计时的选材效率。常用材料基本包含以下元素，下面将介绍它们在钢材中的作用。
1、碳（C）：钢中的碳含量增加，屈服点和抗拉强度增加，但塑性和冲击力下降。当碳含量超过0.23%时，钢的焊接性能变差，所以用于焊接。低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。含碳量高还会降低钢材的耐大气腐蚀性能，露天堆场的高碳钢容易生锈；此外，碳会增加钢的冷脆性和时效敏感性。
2、锰（Mn）：在炼钢过程中钢材化学元素，锰是很好的脱氧剂和脱硫剂。一般钢中锰含量为0.30-0.50%。当钢中添加量超过0.70%时，称为“锰钢”。与普通钢相比，它不仅具有足够的韧性，而且具有更高的强度和硬度，可以提高钢的淬透性，改善钢的热加工性能。屈服点高出 40%。含锰11-14%的钢具有极高的耐磨性，用于挖掘机铲斗、球磨机衬板等。锰含量的增加削弱了钢的耐腐蚀性能，降低了焊接性能。
3、铬（Cr）：在结构钢和工具钢中，铬能显着提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬还可以提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因此是不锈钢和耐热钢的重要合金元素。
其他合金元素：
1、硅（Si）：在炼钢过程中加入硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢中的硅含量为0.15-0.30%。如果钢中的硅含量超过0.50-0.60%，则硅被认为是合金元素。硅能显着提高钢的弹性极限、屈服点和抗拉强度，因此被广泛用作弹簧钢。调质结构钢中添加1.0-1.2%的硅，可提高15-20%的强度。硅与钼、钨、铬等结合钢材化学元素，可提高耐蚀性和抗氧化性，可制造耐热钢。含硅1-4%的低碳钢具有极高的导磁率，用于电工制造硅钢片。
2、磷（P）：一般来说，磷是钢中的有害元素，会增加钢的冷脆性，使焊接性能变差，降低塑性，使冷弯性能变差。因此，通常要求钢中的磷含量小于0.045%，对优质钢的要求较低。
3、硫（S）：硫在正常情况下也是一种有害元素。它使钢热脆，降低钢的延展性和韧性，在锻压和轧制过程中引起裂纹。硫也对焊接性有害，降低耐腐蚀性。因此，通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。钢中添加0.08-0.20%的硫可以提高切削加工性，通常称为易切削钢。
4、镍（Ni）：镍可以提高钢的强度，同时保持良好的塑性和韧性。镍具有很高的耐酸碱腐蚀、防锈和高温耐热性。但是，由于镍是一种相对稀缺的资源，应使用其他合金元素来代替镍铬钢。
5、钼（Mo）：钼可以细化钢的晶粒，提高淬透性和热强度，在高温下保持足够的强度和抗蠕变性（在高温下长期受应力，发生变形，称为蠕变）。钼被添加到结构钢中以改善机械性能。还可以抑制合金钢因火而变脆。它可以改善工具钢的发红。
6、钛（Ti）：钛是钢中的强脱氧剂。可使钢的内部组织致密，细化晶粒力；降低老化敏感性和冷脆性。提高焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛，可以避免晶间腐蚀。
7、钒（V）：钒是一种优良的钢铁脱氧剂。在钢中添加0.5%的钒，可以细化组织和晶粒，提高强度和韧性。钒和碳形成的碳化物可以提高高温高压下的抗氢腐蚀能力。
8、钨（W）：钨的熔点高，比重大。它是你生活中的合金元素。钨和碳形成具有高硬度和耐磨性的碳化钨。在工具钢中加入钨可以显着提高红硬性和热强度，可用于切削工具和锻模。
9、铌（Nb）：铌能细化晶粒，降低钢的过热敏感性和回火脆性，提高强度，但塑性和韧性下降。在普通低合金钢中加入铌，可以提高耐大气腐蚀和高温下的氢、氮、氨腐蚀的能力。铌提高了可焊性。在奥氏体不锈钢中添加铌可以防止晶间腐蚀。
10、钴（Co）：钴是一种稀有贵金属，多用于特殊钢和合金，如耐热钢和磁性材料。
11、铜（Cu）：武钢用大冶矿冶炼的钢中常含有铜。铜可以提高强度和韧性，尤其是大气腐蚀性能。缺点是热加工时易产生热脆性，含铜量超过0.5%时塑性明显降低。当铜含量小于0.50%时，对焊接性没有影响。
12、铝（Al）：铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量铝可以细化晶粒，提高冲击韧性，如深冲薄板用08Al钢。铝还具有抗氧化和防腐性能。铝与铬、硅的结合能显着提高钢的高温剥离性能和高温耐腐蚀性能。铝的缺点是影响钢的热加工性、焊接性和机械加工性。
13、硼（B）：在钢中加入少量硼，可提高钢的致密性和热轧性能，增加强度。
14、氮（N）：氮能提高钢的强度、低温韧性和焊接性，增加时效敏感性。
15、稀土（Xt）：稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15种镧系元素。这些元素都是金属，但它们的氧化物就像“土”，所以习惯上称为稀土。在钢中添加稀土可以改变钢中夹杂物的成分、形状、分布和性能，从而提高钢的韧性、焊接性、冷加工性等各种性能。在犁铧钢中添加稀土以提高耐磨性。
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