不同微量元素对钢材性能的影响
常见元素对钢性能的影响
普通钢中硅的含量范围在0.17~0.37%。
铬是碳化物形成元素。
它形成硬的碳化物Cr7C3和Cr23C6，另一方面还可以与碳形成复合碳化物。
所有这些碳化物都比初始的渗碳体硬。
作为铁素体形成元素，铬降低了A4温度并提高A3温度，因此以γ-相为代价稳定了α-相。
如果在纯铁中加入大于11%的铬，那么γ-相会全部消失。
4.铬Cr铬的主要作用：在钢中含足够的碳时铬提高钢的硬度，含1%碳的低铬钢是非常硬的；在低碳钢中加入的铬能够提高强度但延展性有所降低；铬提高钢的高温强度；铬提供中等淬透性；在高碳钢中，铬改善耐磨性能；当加入大量的铬，直到25%时，由于在钢的表面形成保护性的氧化物层而改善耐腐蚀能力；与镍元素等配合能提高抗氧化性和钢的热强性，并进一步提高抗腐蚀性；铬促进晶粒长大，导致钢的脆性增加。
铬是结构钢、工具钢、轴承钢、不锈钢和耐热钢中应用很广的元素。
铬在一些钢和合金中的含量范围：铬钢0.30~1.60%，奥氏体铬-镍不锈钢15.0~30.0%，马氏体铬钢4.0~18.0%，铁索体铬钢10.5~27.0%，沉淀硬化钢12.2~18.0%，5.钨W钨是非常强的碳化物形成元素。
它形成非常硬而又稳定的碳化物W2C、WC 和复合碳化物Fe4W2C。
这些碳化物溶解很慢并且只在很高的温度溶解。
因此钨是工具钢的重要成分，尤其是高速工具钢。
在这些钢中，钨显著地提高二次硬化后的硬度。
作为铁素体形成元素，钨降低A4温度而提高A3温度。
钨的主要作用：钨抑制晶粒长大并因此有晶粒细化的作用；钨减少在热加工和热处理过程中的脱碳；钨提高耐磨性；它提高淬火及回火钢的高温硬度；在一些高温合金中，钨提高蠕变强度；钨对淬透性的贡献是非常重要的；钨限制回火软化，含钨的钢加热到600~700℃碳化物仍不会沉淀，从而避免了钢的软化。
是高速工具钢、合金工具钢中应用较多的元素之一。
对钢抗氧化性不利。
钨在一些钢中的含量范围：钨-铬钢1.75%，高速工具钢1.15~21.0%，热作工具钢0~19.0%，冷作工具钢0~2.0%，抗冲击钢0~3.0%.6.钼Mo钼是强的碳化物形成元素。
钢材中各元素对性能性的影响
钢材中各元素对性能性的影响钢材是一种合金材料，由铁和碳以及其他一些合金元素组成。
这些合金元素对钢材的性能有着重要的影响。
以下是一些常见合金元素及其对钢材性能的影响：1.碳（C）：碳是钢中最重要的合金元素之一、它可以增加钢的硬度和强度，提高钢的耐磨性和耐蚀性。
高碳钢通常用于制造刀具和弹簧，而低碳钢用于制造汽车零部件和钢材结构。
2.锰（Mn）：锰可以增加钢的硬度和强度，并提高钢的韧性。
锰也有助于钢的抗变形和耐疲劳性能。
锰的含量通常在0.3％-1.65％之间。
3.硅（Si）：硅可以提高钢的强度和硬度。
在不锈钢中，硅还有助于提高耐高温和耐腐蚀性能。
硅的含量通常在0.15％-0.5％之间。
4.磷（P）和硫（S）：磷和硫是常见的杂质元素，它们会降低钢的韧性和塑性，使钢易于出现脆性断裂。
因此，在高品质钢材中通常限制其含量，并采取措施去除或减少这些元素。
5.铬（Cr）：铬可以提高钢的抗腐蚀性能，特别是在高温和潮湿环境中。
在不锈钢中，铬的含量通常在10％-30％之间。
6.镍（Ni）：镍可以提高钢的强度和韧性，并改善钢的耐腐蚀性能。
镍的含量通常在8％-25％之间。
7.钼（Mo）：钼可以提高钢的硬度和强度，特别是在高温下。
钼还能提高钢的耐腐蚀性能和抗变形能力。
钼的含量通常在0.2％-5％之间。
8.钛（Ti）：钛可以细化钢的晶粒结构，提高韧性和强度。
钛还能和氮形成氮化钛，进一步提高钢的硬度和耐磨性。
9.铌（Nb）：铌可以改善钢的韧性和抗变形能力。
铌还能形成碳化铌，进一步提高钢的硬度和耐磨性。
10.钒（V）：钒可以提高钢的硬度和强度，特别是在高温下。
钒还能提高钢的耐磨性和耐腐蚀性能。
钒的含量通常在0.1％-0.5％之间。
除了以上列举的合金元素外，还有其他一些合金元素，如铜（Cu），铝（Al），氮（N）等，它们也可以影响钢材的性能，但作用相对较小。
总之，合金元素的含量和种类对钢材的性能有着重要的影响。
钢铁生产厂商根据钢材的具体用途和要求，通过调整合金元素的含量和比例，来获得所需的钢材性能。
各种元素对钢材性能的影响
1、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点与抗拉强度升高,但塑性与冲击性降低,当碳量0、23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0、20%。
碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性与时效敏感性。
2、硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂与脱氧剂,所以镇静钢含有0、15－0、30%的硅。
如果钢中含硅量超过0、50-0、60%,硅就算合金元素。
硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点与抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。
在调质结构钢中加入1、0－1、2%的硅,强度可提高15－20%。
硅与钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性与抗氧化的作用,可制造耐热钢。
含硅1－4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。
硅量增加,会降低钢的焊接性能。
3、锰(Mn):在炼钢过程中,锰就是良好的脱氧剂与脱硫剂,一般钢中含锰0、30－0、50%。
在碳素钢中加入0、70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度与硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。
含锰11－14%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。
锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。
4、磷(P):在一般情况下,磷就是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。
因此通常要求钢中含磷量小于0、045%,优质钢要求更低些。
5、硫(S):硫在通常情况下也就是有害元素。
使钢产生热脆性,降低钢的延展性与韧性,在锻造与轧制时造成裂纹。
硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。
所以通常要求硫含量小于0、055%,优质钢要求小于0、040%。
在钢中加入0、08-0、20%的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。
6、铬(Cr):在结构钢与工具钢中,铬能显著提高强度、硬度与耐磨性,但同时降低塑性与韧性。
铬又能提高钢的抗氧化性与耐腐蚀性,因而就是不锈钢,耐热钢的重要合金元素。
钢材中各微量元素的作用
钢材中各微量元素的作用钢材中有各种微量的元素，在为了提高钢材的某一方面的物理性能或者化学性能的时候就会提高一些有益微量元素的含量或者减少一些有害微量元素的含量。
有益的微量元素有碳元素、铬元素、锰元素、钼元素、镍元素、硅元素、钨元素和钒元素等，微量的有害元素主要是指磷元素和硫元素。
这些微量元素在钢材中起到了强度、韧性、耐磨性、耐震性、耐腐蚀性等关键作用。
首先碳元素在钢材中的作用是至关重要的。
如果说钢材是建筑行业的骨，那么碳元素就是钢材中的骨。
碳元素主要作用就是加钢材的硬度。
碳的含量越高，钢材的硬度就越高，钢材中碳的含量和钢材钢材的硬度是正比关系。
但是任何事情都是一把双刃剑，在碳的含量越高时，钢材的硬度会越来越高，但是钢材的塑性和韧性却会越来越差，钢材中碳元素的含量和钢材的塑性、韧性成反比。
所以我们要好好利用碳元素，让钢材的硬度提高和塑性和韧性提高之间做出优化曲线，进行选择。
铬元素能提高钢的钢材的淬透性和耐磨性。
淬透性就是指的是提高钢材在淬火和元素渗透的过程，耐磨性指的是钢材在不断反复摩擦过程中不容易损坏。
铬元素还能够改善钢材的抗腐蚀性和抗氧化性，铬元素含量越高的情况下，在热处理或者焊接等加温情况下可能控制氧化皮的产生，而且在钢材遇到酸与碱的情况下，可以缓解酸碱的腐蚀能力。
锰元素能够提高钢的强度，使钢材能够承受扭矩和压力、剪切力。
并且和铬元素一样能够提高钢材的淬透性，在钢材中有一种含锰量很高的合金钢，它具有十分好的耐磨性能和强度、硬度等其他的物理性能。
我们常常把它叫做高锰钢。
钼元素可以明显的提高钢材的淬透性，这一个功能和铬、锰元素的功能一样。
但是钼元素还可能防止钢材的回火脆性，这样使得需要进行回火处理的钢材含钼元素的重要性。
而且钼元素还有一个非常重要的作用就是能够提高钢材的剩磁性和娇顽性能。
钼元素是耐热钢不可或缺的元素。
镍元素也可以钢材的淬透性，还可以增加钢的强度和韧性。
当镍元素的含量显著提高时，钢材的抗腐蚀能力。
各种化学元素在钢中的作用
各种化学元素在钢中的作用钢是一种由铁、碳和其他合金元素组成的合金材料。
不同的化学元素可以通过合金技术添加到钢中，以改善其性能、增强其力学性能和耐腐蚀性能。
以下是一些常见的化学元素在钢中的作用。
1.碳(C)：碳是钢中最重要的合金元素之一，它可以提高钢的硬度和强度。
添加适量的碳可以增强钢材的硬度，但过量的碳会使钢变脆。
碳浓度低于0.2%的钢称为低碳钢，而碳浓度高于0.5%的钢称为高碳钢。
2.硅(Si)：硅可以提高钢的抗腐蚀性和耐热性能。
它还可以减少钢的热脆性，提高钢的塑性和可焊性。
3.锰(Mn)：锰可以提高钢的强度和硬度。
它还可以改善钢的可塑性、耐热性和耐磨性。
锰还可以降低钢的热脆性，提高钢的焊接性能。
4.硫(S)：硫是钢中的一种杂质元素，它容易形成硫化物。
过高的硫含量会降低钢的可塑性和韧性，使其更容易开裂。
因此，通常需要保持钢中的硫含量低于0.05%。
5.磷(P)：磷是另一种钢中常见的杂质元素。
过高的磷含量会降低钢的韧性和韧性。
因此，钢中的磷含量通常需要控制在很低的水平。
6.铬(Cr)：铬可以提高钢的耐腐蚀性能。
铬与钢中的氧气发生反应，形成一层致密的氧化铬膜，防止进一步的氧化和腐蚀。
二十世纪初使用铬合金的主要用途是防止钢的腐蚀。
7.镍(Ni)：镍可以提高钢的强度、韧性和耐腐蚀性。
镍合金可以防止钢材的氧化和腐蚀，并使钢材更耐高温。
8.钼(Mo)：钼可以提高钢的强度和硬度。
它还可以提高钢的耐高温性能和耐腐蚀性能。
钼合金被广泛用于制造高温和腐蚀性环境下的零件。
9.铌(Nb)、钛(Ti)、钒(V)等微量元素：这些元素可以用来细化钢的晶粒并提高钢的强度。
它们还可以改善钢的耐热性能和切削性能。
总之，钢中的化学元素可以通过调节合金配方的方式对钢的性能进行调控。
通过合理添加不同的化学元素，可以改善钢的硬度、强度、韧性、耐蚀性、耐高温性能和切削性能，以满足不同领域的需求。
钢材中微量元素介绍word版本
钢材中微量元素介绍钢材材质成份解析一、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳含量超过0.23%时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。
碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
二、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅。
如果钢中含硅量超过0.50-0.60%，硅就算合金元素。
硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。
在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。
硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。
含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。
硅量增加，会降低钢的焊接性能。
三、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50%。
在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。
含锰11－14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。
锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。
四、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。
因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。
五、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。
使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。
硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。
所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。
在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。
六、铬（Cr）：在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。
钢材中各微量元素对其性能的作用
钢材中各微量元素对其性能的作用不论是板材还是建材，各种材质的质量和性能是根据不同的需要而确实的，而钢材不同的质量要求和级别要求的不同就是靠其中的微量元素来决定的，例如我们经常用的低合金板，它本身就为五个级别Q345（A、B、C、D、E），五个级别的不同就是靠其中的S、P等微量元素的含量不同来区分的，微量元素含量不同它们所具有性能也有所不同。
那么钢材中各微量元素对本身性能会产生什么作用呢？庞志刚就收集了一些各微量元素对钢材性能的影响资料，大家可以了解一下：（1）碳：含碳量越高，钢的硬度就越高，但是它的可塑性和韧性就越差。
（2）硫：是钢中的有害杂物，含硫较高的钢在高温进行压力加工时，容易脆裂，通常叫作热脆性。
（3）磷：能使钢的可塑性及韧性明显下降，特别的在低温下更为严重，这种现象叫作冷脆性，在优质钢中，硫和磷要严格控制。
但从另方面看，在低碳钢中含有较高的硫和磷，能使其切削易断，对改善钢的可切削性是有利的。
（4）锰：能提高钢的强度，能消弱和消除硫的不良影响，并能提高钢的淬透性，含锰量很高的高合金钢（高锰钢）具有良好的耐磨性和其它的物理性能。
（5）硅：它可以提高钢的硬度，但是可塑性和韧性下降，电工用的钢中含有一定量的硅，能改善软磁性能。
（6）镍：能提高钢的强度和韧性，提高淬透性，含量高时，可显著改变钢和合金的一些物理性能，提高钢的抗腐蚀能力。
（7）硼：当钢中含有微量的（0.001－0.005％）硼时，钢的淬透性可以成倍的提高。
（8）铝：能细化钢的晶粒组织，阻抑低碳钢的时效，提高钢在低温下的韧性，还能提高钢的抗氧化性，提高钢的耐磨性和疲劳强度等。
（9）钨：能提高钢的红硬性和热强性，并能提高钢的耐磨性。
（10）铬：能提高钢的淬透性和耐磨性，能改善钢的抗腐蚀能力和抗氧化作用。
（11）钒：能细化钢的晶粒组织，提高钢的强度，韧性和耐磨性，当它在高温熔入奥氏体时，可增加钢的淬透性；反之，当它在碳化物形态存在时，就会降低它的淬透性。
钢材中各微量元素的作用
钢材中各微量元素的作用钢材中有各种微量的元素，在为了提高钢材的某一方面的物理性能或者化学性能的时候就会提高一些有益微量元素的含量或者减少一些有害微量元素的含量。
有益的微量元素有碳元素、铬元素、锰元素、钼元素、镍元素、硅元素、钨元素和钒元素等，微量的有害元素主要是指磷元素和硫元素。
这些微量元素在钢材中起到了强度、韧性、耐磨性、耐震性、耐腐蚀性等关键作用。
首先碳元素在钢材中的作用是至关重要的。
如果说钢材是建筑行业的骨，那么碳元素就是钢材中的骨。
碳元素主要作用就是加钢材的硬度。
碳的含量越高，钢材的硬度就越高，钢材中碳的含量和钢材钢材的硬度是正比关系。
但是任何事情都是一把双刃剑，在碳的含量越高时，钢材的硬度会越来越高，但是钢材的塑性和韧性却会越来越差，钢材中碳元素的含量和钢材的塑性、韧性成反比。
所以我们要好好利用碳元素，让钢材的硬度提高和塑性和韧性提高之间做出优化曲线，进行选择。
铬元素能提高钢的钢材的淬透性和耐磨性。
淬透性就是指的是提高钢材在淬火和元素渗透的过程，耐磨性指的是钢材在不断反复摩擦过程中不容易损坏。
铬元素还能够改善钢材的抗腐蚀性和抗氧化性，铬元素含量越高的情况下，在热处理或者焊接等加温情况下可能控制氧化皮的产生，而且在钢材遇到酸与碱的情况下，可以缓解酸碱的腐蚀能力。
锰元素能够提高钢的强度，使钢材能够承受扭矩和压力、剪切力。
并且和铬元素一样能够提高钢材的淬透性，在钢材中有一种含锰量很高的合金钢，它具有十分好的耐磨性能和强度、硬度等其他的物理性能。
我们常常把它叫做高锰钢。
钼元素可以明显的提高钢材的淬透性，这一个功能和铬、锰元素的功能一样。
但是钼元素还可能防止钢材的回火脆性，这样使得需要进行回火处理的钢材含钼元素的重要性。
而且钼元素还有一个非常重要的作用就是能够提高钢材的剩磁性和娇顽性能。
钼元素是耐热钢不可或缺的元素。
镍元素也可以钢材的淬透性，还可以增加钢的强度和韧性。
当镍元素的含量显著提高时，钢材的抗腐蚀能力。
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钢中各种化学成分的作用
1.磷P
使钢产生冷脆和降低钢的冲击韧性，但可改善钢的切削性能。
2.硅Si
能增加钢的强度、弹性、耐热、耐酸性及电阻系数等，冶炼中的脱氧剂能增加钢的过热和脱碳敏感性。
3.锰Mn
锰能消减硫和氧所引起的热脆性，使钢材的热加工性质改善，能提高钢的强度和硬度及耐磨性。
冶炼时的脱氧剂和脱硫剂。
4.铬Cr
能增加钢的强度和硬度及耐磨性，可增大钢的淬火度和淬火后的变形能力。
同时又可增加钢的硬度、弹性、抗磁力和抗强力，增加钢的耐蚀性和耐热性等。
5.镍Ni
可以提高钢的强度、韧性、耐热性、防腐性、抗酸性、导磁性等。
增加钢的淬透性及硬度。
6.钒V
可赋予钢的一些特殊机械性能：如提高抗张强度和屈服点，明显提高钢的高温强度。
7.钛Ti
可防止和减少钢中气泡的产生，提高钢的硬度、细化晶粒、降低钢的时效敏感性、冷脆性和腐蚀性。
8.铜Cu
一般如P、S一样是残留有害元素，铜的存在会降低钢的机械性能，破坏钢的焊接性能，会使钢在锻轧等加工时产生热脆性。
钢中加入一定量的铜，可提高钢的退火硬度，降低成本。
若含铜0.15-0.25%时，可提高钢的耐大气腐蚀的性能。
9.铝Al
低碳结构钢中0.5-1%的铝有助于增加钢的硬度和强度；铬钼钢和铬钢中含铝可增加其耐磨性；高碳工具钢中铝的存在可使产生淬火脆性。
10.钨W
可提高钢的蠕变强度，又是钢中碳化物的强促进剂，每1%的钨可提高钢的抗张强度和屈服点4x9.8N/cm2，并使其具有回火稳定性和高温强度。
11.钼Mo
可增加钢的强度又不致降低钢的可塑性和韧性，同时又能使钢在高温下具有足够的强度，能改善钢的冷脆性和耐磨性等。
12.钴Co
可提高和改善钢的高温性能，增加其红硬性，提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性能等。
13.铌Nb
可使钢的晶粒细化，降低钢的过热敏感性和回火脆性，改善钢的焊接性能，提高耐热钢的强度和抗蚀性等。
14.钽Ta
提高钢的质量及机械性能，提高钢合金的熔点、高温强度、碳化物及Y相稳定性。
15.锆Zr
冶炼过程中的除氧、硫、磷剂，Zr、Hf能提高钢的强度和硬度，尤其是钢的持久强度及改善钢的焊接性能。
16.稀土Re
是很好的脱氧、脱硫剂，能消除或减弱钢中许多有害元素的影响，改善钢的质量，在不锈耐热钢中加入Re可改善钢的热加工性能，结构钢中加入Re可提高其塑性及韧性。
17.硼B
钢中的维生素，能成倍地增加淬火性，增加钢的硬度和抗张力，改善钢的焊接性能等。
低碳钢中加入0.1-4.5%的B，有吸收中子的功能。
18.钙Ca
可提高钢的强度及切削性能，冶炼过程中的净化剂（除氧、硫、磷等）。
19.碳C
碳是显著降低钢材可焊性元素之一，含碳量超过0.3%时钢的可焊性显著降
低，碳还增加钢的冷脆性和时敏感性，降低抗大气锈蚀性。
20.硫S
有害元素，呈非金属的硫化物夹杂物存在于钢中，降低各种力学性能，硫化物所造成的低熔点使钢在焊接时容易产生热裂纹，显著降低可焊性。
硫有强烈的偏析作用，增加了危害性。
21.氧O
氧是钢中的有害杂质，主要存在于非金属夹杂物内，少量溶于铁素体中，非金属夹杂物降低钢的力学性能，特别是韧性。
氧有促进时效倾向的作用，氧化物所造成的低熔点亦使钢的可焊性变坏。
22.氮N
氮主要嵌溶于铁素体中，也可呈化合物形式存在。
氮对钢材性质的影响与碳、磷相似，使钢材的强度提高，塑形特别是韧性显著下降。
上面所述：对钢中各种化学成分的作用比较片面，一个成分在钢中的作用是不同的，不同含量其作用也是不同的，不能简单介定。
钢的组织
1.铁素体
是碳在α-Fe中的固溶体，其晶格原子间空隙较小，溶入碳少，滑移面较多，晶格畸变小，所以受力时强度低而塑形好，抗拉强度约250MPa，伸长率约50%。
2.渗碳体
是铁和碳组成的化合物Fe3C，含碳量约6.67%，晶体结构复杂，性质硬而脆，抗拉强度很低。
3.珠光体
是铁素体和渗碳体的机械混合物，含碳量0.8%，其强度较高，塑性和韧性介于铁素体和渗碳体之间。
4.奥氏体
奥氏体塑形很好，强度较低，具有一定的韧性，不具有铁磁性。
奥氏体因为是面心立方，四面体间隙较大，可容纳更多的碳。
奥氏体导热性差，线膨胀系数大。
5.马氏体
马氏体的晶体结构为体心四方结构，高强度和硬度是钢中马氏体的主要特征之一。