1. 硫(S)、氧(O)在碳素钢中的作用


   硫和氧作为杂质元素常以非金属化合物(如FeS、FeO)形式存在于碳素钢中,形成非金属夹杂,从而导致材料性能的劣化,尤其是硫的存在常引起材料的热脆。硫和磷常是钢中要控制的元素,并以其含量的多少来评定碳素钢的优劣。


  由于FeS可与铁形成共晶,并沿晶界分布。Fe-FeS共晶物的熔点为985℃,当在1000~1200℃温度下,对材料进行压力加工时,由于它已经熔化而导致晶粒开裂,使材料呈现脆性。这种现象常称为热脆。


2. 磷(P)、砷(As)、锑(Sb)在碳素钢中的作用


  ①. 磷、砷和锑作为杂质元素,它们对提高碳素钢的抗拉强度有一定的作用,但同时又都增加钢的脆性,尤其低温脆性。磷和砷又都是造成碳素钢严重偏析的有害元素。磷对钢的焊接性不利,它能增加焊裂的敏感性。


    由于磷以固溶形式存在于铁素体中,影响铁素体的晶格变形,使碳素钢在常温下呈现脆性。这种现象常称为冷脆。


  ②. 由于低合金钢熔点较高,磷、砷、锑等杂质元素容易在高温下迁移聚集,从而导致低合金钢的高温回火脆性。一般情况下,低合金钢均采用较高级的冶炼方法(如电炉冶炼),故其硫、磷等杂质元素含量较低。


3. 钨(W)在碳素钢中的作用


   ①. 钢中含钨量高时有二次硬化作用,有红硬性,以及增加耐磨性。钨对钢的淬透性、回火稳定性、力学性能的影响均与钼相似,但以质量计,其作用效果不如钼显著。钨提高钢在高温下的蠕变抗力与热强性,当与钼复合使用时,效果更佳。


   ②. 钨能提高钢的抗氢作用的稳定性。钨通常加入低碳和中碳的高级优质合金结构钢中,钨能阻止热处理时晶粒的长大和粗化,降低其回火脆化倾向,并显著提高钢的强度和韧性。