钢材中的合金与杂质含量对其性能的影响
各种合金元素对钢性能的影响
各种合金元素对钢性能的影响合金元素是钢中添加的一种或多种元素，可以改变钢的性能和特性。
以下是常见的合金元素对钢性能的影响：碳：碳是钢中最常见的合金元素之一，是钢的基本元素。
碳的含量越高，钢的硬度和强度就越高，但韧性和可塑性下降。
碳含量低的钢具有良好的可塑性和韧性，适用于加工成形和冷加工。
铬：铬能够增加钢的耐腐蚀性能。
当铬含量达到一定程度时，可以形成薄而致密的氧化铬层，有效防止钢材表面的进一步氧化和腐蚀。
铬还能提高钢材的强度和硬度。
镍：镍可以提高钢的耐腐蚀性能和抗热性能。
镍会改善钢的韧性和可塑性，并且有助于提高钢的强度。
镍合金用于制造耐热钢和耐腐蚀钢，如不锈钢。
钼：钼可以提高钢的强度、硬度和耐热性能。
钼合金特别适用于高温等恶劣工作条件下使用的钢材，如高速切削工具钢和高温合金钢。
锰：锰是一种重要的合金元素，可以增加钢的强度和硬度，并提高磨削性能和耐磨性。
锰还能提高钢的可塑性和韧性，并促进钢的晶界强化。
钢中还可能添加其他合金元素，如钼、钒、钛、铌等元素，它们各自有不同的作用。
钼：钼能够提高钢的高温强度、硬度和抗腐蚀性能，尤其适用于制造高温合金和耐蚀钢。
钒和钛：钒和钛能够提高钢的硬度、强度和耐磨性。
它们通常用于制造高速切削工具钢和高强度低合金钢。
铌：铌能够提高钢的强度、韧性和可焊性。
铌合金钢通常用于制造高强度结构钢和耐蚀钢。
以上只是一些常见的合金元素及其对钢性能的影响，实际上还有很多其他合金元素可以根据需要添加到钢中，以满足特定的工程要求和应用需求。
不同的合金元素的添加量和比例也会对钢的性能产生不同的影响，需要根据具体情况进行调整和控制。
钢内部组织及对钢性能的影响
钢内部组织及对钢性能的影响钢是由铁和一定比例的碳组成的合金材料。
它的内部组织对钢的性能产生了重要影响。
钢的内部组织主要包括晶粒、杂质、孪晶和相结构等。
首先，晶粒是钢材内部组织的基本单位。
晶粒是由原子构成的，其大小和形状对钢的性能有重要影响。
晶粒越细小，钢材的强度和韧性通常越高。
这是因为细小的晶粒使得晶界面积增加，晶界是材料中的弱点，对晶体的外部应力起强化作用，从而提高了钢材的强度。
此外，小晶粒也能阻碍晶体的滑移和移位，增加了材料的韧性。
其次，杂质是影响钢性能的重要因素。
杂质包括各种非金属元素和气体，例如硫、磷、氧等。
这些杂质会导致钢材的焊接性、韧性和脆性发生变化。
例如，过多的硫和磷会造成热脆性，降低钢的韧性。
氧化物杂质会导致钢材的剥离、气泡等缺陷，降低钢的强度和韧性。
孪晶是一种特殊的晶界结构，在钢材中具有重要影响。
孪晶是指在塑性变形过程中，晶体沿着特定的输运方向发生薄穗形变而形成的细小晶粒。
钢中的孪晶具有高应力集中和位错富集的特点，使得材料的塑性发生显著变化。
一般情况下，孪晶会降低钢的韧性和抗疲劳性能。
最后，相结构是钢材内部组织的另一个重要特征。
相是指钢材中存在的各种化学成分在固态下形成的组织。
钢中常见的相有铁素体、贝氏体、马氏体等。
不同的相结构会导致钢的力学性能、耐磨性、耐蚀性等发生变化。
例如，贝氏体具有高硬度和强度，常用于制造刀具等需要高耐磨性能的工具钢。
马氏体则具有较高的强度和耐磨性，常用于制造高强度的汽车零件等。
综上所述，钢的内部组织对其性能具有重要影响。
晶粒的大小和形状、杂质的含量、孪晶的形成和相结构的类型等因素都会对钢的强度、韧性、焊接性、脆性、耐磨性以及耐蚀性等产生重要影响。
因此，在钢材的制备和应用中，需要对钢的内部组织进行合理控制，以获得理想的性能和使用效果。
合金元素对钢的组织与性能的影响
合金元素对钢的组织与性能的影响1.碳(C)：碳是钢中最常见的合金元素，它通过固溶在铁基体中形成固碳溶体，使钢的硬度、强度和耐磨性提高。
但过高的碳含量会导致钢的脆性增加，因此一般钢中的碳含量控制在0.2%以下。
2.硅(Si)：硅主要用于降低钢材的热膨胀系数和电阻率，同时可以提高钢的硬度和强度。
3.锰(Mn)：锰能够提高钢的强度和硬度，并且可以提高钢的冷加工硬化能力。
锰还能够抑制钢的脆性。
4.磷(P)和硫(S)：磷和硫是常见的杂质元素，它们会影响钢的冷加工性能和耐腐蚀性。
过高的磷含量会降低钢的冷加工硬化能力，而过高的硫含量会导致钢的韧性下降。
5.铬(Cr)：铬可以提高钢的硬度、强度和耐腐蚀性。
铬能够形成铬-铁共晶体，提高钢的硬化能力，并且能够在钢表面形成氧化铬层，起到防腐蚀的作用。
6.镍(Ni)：镍可以提高钢的强度和延展性，并且能够提高钢的耐腐蚀性。
镍还可以降低钢的温度转变时的韧性转变温度。
7.钼(Mo)：钼可以提高钢的硬度、强度和热刺激稳定性。
钼还能够提高钢的抗腐蚀性和耐磨性。
8.钛(Ti)和铌(Nb)：钛和铌能够形成稳定的碳化物，提高钢的硬度和强度。
它们还能够提高钢的耐热性能和耐腐蚀性。
9.铝(Al)：铝可以提高钢的强度、耐热性和耐腐蚀性。
此外，铝还能够与氮形成稳定的氮化物，提高钢的硬度和强度。
10.稀土元素：稀土元素可以提高钢的强度、耐磨性和抗腐蚀性，并且能够改善钢的冷加工硬化能力和热稳定性。
总的来说，合金元素的添加可以改变钢的组织结构并提高其性能。
选择合适的合金元素，并控制其含量可以使钢具备不同的性能，满足不同领域的需求。
各种因素对钢材性能的影响
2.5 各种因素对钢材性能的影响一．化学成分普通碳素钢中Fe占99%，其他杂质元素占1%；普通低合金钢中有＜5%的合金元素。
碳（C）：钢材强度的主要来源，但是随其含量增加，强度增加，塑性、冷弯性能、冲击性能、疲劳强度降低，可焊性降低，抗腐蚀性降低。
一般控制在0.22%以下，在0.2以下时，可焊性良好。
硫（S）：热脆性。
有害元素，引起热脆和分层。
不得超过0.05%。
磷（P）：冷脆性。
抗腐蚀能力略有提高，可焊性降低。
不得超过0.045%。
锰（Mn）：合金元素。
弱脱氧剂。
与S形成MnS，（熔点为1600℃），可以消除一部分S的有害作用。
硅（Si）：合金元素。
强脱氧剂。
，可细化精粒，提高强度，且不影响其它性能，但过量会恶化焊接性和抗锈性。
钒（V）：合金元素。
细化晶粒，提高强度，其碳化物具有高温稳定性，适用于受荷较大的焊接结构。
氧（O）：有害杂质。
氮（N）：有害杂质。
碳当量(carbon equivalent )把钢中合金元素的含量按其对某种性能(如焊接性、铸造工艺性等)的作用换算成碳的相当含量。
C eq=C+Mn/6+(Cr+V+Mo)/5+(Cu+Ni)/15二．冶金缺陷常见的冶金缺陷有偏析、非金属夹杂、气孔、裂纹等。
1.偏析：金属结晶后化学成分分布不均匀的现象。
主要是硫、磷偏析，其后果是偏析区钢材的塑性、韧性、可焊性变坏。
2.非金属夹杂：指钢材中的非金属化合物，如硫化物、氧化物，他们使钢材性能变脆。
3. 裂纹：钢材中存在的微观裂纹。
4. 气泡：浇铸时由FeO 和C 作用所生成的CO 气体不能充分逸出而滞留在钢锭那形成的微小空洞。
5. 分层：浇铸时的非金属夹杂在轧制后可能造成钢材的分层。
三．构造缺陷a)Nσ应力集中现象xyb)(σ )σx maxc)N试件表面不平整，有刻槽、缺口，厚度突变时，应力不均匀，力线变曲折，缺陷处有高峰应力——应力集中。
结果：塑性降低，脆性增加。
应力集中对σ－ε关系的影响σ3000200100600500400700原因：不正确的设计（构造不合理）、制造（不光滑）及使用（在构件上乱打火等）。
合金元素对钢材性能的影响
（2）形成铁基间隙固溶体
①对α-Fe，间隙原子优先占据的位置是八面体间隙。
②对γ-Fe，间隙原子优先占据的位置是八面体或四 面体间隙。
③间隙原子的溶解度随间隙原子尺寸的减小而增 加，即按B、C、N、O、H的顺序而增加。
2．形成合金渗碳体
（1）合金渗碳体（碳化物）、氮化物和碳、氮化 物间隙化合物相，是钢中的基本强化相。
S和P是有害杂质，但可以改善钢的切削加工性能。
（3）氮（N）、氢（H）、氧（O）
N：在α-铁中可溶解，含过饱和N的钢经受冷变形后析出氮化 物—机械时效或应变时效。N可以与钒、钛、铌等形成稳定 的氮化物，有细化晶粒和沉淀强化。 H：在钢中和应力的联合作用将引起金属材料产生氢脆。 O：在钢中形成硅酸盐2MnO•SiO2 、MnO•SiO2 或复合氧化 物MgO•Al2 O3 、MnO•Al2 O3 。 N、H、O是有害杂质。
三合金元素的存在形式
1．形成铁基固溶体
（1）形成铁基置换固溶体
①Ni、Co、Mn、Cr、V等元素可与Fe形成无限固溶体。 其中Ni、Co和Mn形成以γ-Fe为基的无限固溶体，Cr 和V形成以α-Fe为基的无限固溶体。
②Mo和W只能形成较宽溶解度的有限固溶体。如αFe(Mo)和α-Fe(W)等。 ③Ti、Nb、Ta只能形成具有较窄溶解度的有限固溶体； Zr、Hf、Pb在Fe具有很小的溶解度。
由于合金元素的扩散很缓慢，因此对合金钢应采取较高 的加热温度和较长的保温时间，以得到比较均匀的奥氏 体，从而充分发挥合金元素的作用。
但对需要具有较多未溶碳化物的合金工具钢，则不应采 用过高的加热温度和过长的保温时间。
（2）合金元素对奥氏体晶粒长大倾向的影响
合金元素形成的碳化物在高温下越稳定，越不易溶入奥 氏体中，能阻碍晶界长大，显著细化晶粒。
钢材中的合金与杂质含量对其性能的影响
钢材中的合金与杂质含量对其性能的影响一、对钢材一般性能的影响1、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和时效敏感性。
2、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。
3、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。
4、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。
5、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。
6、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。
杂质对低合金钢棒材性能的影响研究
杂质对低合金钢棒材性能的影响研究低合金钢作为一种重要的结构材料，在工业领域中得到了广泛应用。
然而，低合金钢中存在的杂质对其性能产生着不可忽视的影响。
本文旨在研究杂质对低合金钢棒材性能的影响，并探讨这些影响的机理。
首先，我们需要了解低合金钢的基本性质。
低合金钢是一种含有少量合金元素（通常小于5％）的钢材。
这种合金元素的添加可以显著提高低合金钢的硬度、强度和耐腐蚀性能，使其具备更好的机械性能。
然而，低合金钢中的杂质也会对其性能产生重要影响。
杂质是指在低合金钢中存在的一些非金属元素或其他杂质。
它们可以来自原料、生产过程中的污染物或其他外部因素。
这些杂质的存在会导致低合金钢的性能下降，对材料的机械性能、物理性能和化学性能产生不利影响。
首先，杂质对低合金钢的力学性能有着重要影响。
钢材的强度、韧性和塑性等机械性能指标都会因杂质的存在而受到影响。
杂质元素在晶界和晶内会引起晶界強化作用和析出相的形成，从而减弱钢材的塑性和延展性。
同时，杂质元素还会导致低合金钢的硬度降低和易于疲劳裂纹的产生，从而减少钢材的使用寿命和可靠性。
其次，杂质对低合金钢的耐腐蚀性能也有着不可忽视的影响。
低合金钢通过添加适量的合金元素来提高其耐腐蚀性，但杂质的存在会导致钢材的腐蚀性能下降。
杂质元素会促进钢材表面的氧化和腐蚀，降低其抗腐蚀能力。
此外，杂质的存在还会引起钢材的局部腐蚀和应力腐蚀裂纹的形成，加剧钢材的腐蚀损伤。
最后，杂质对低合金钢的物理性能也有着一定程度的影响。
杂质元素的存在会改变低合金钢的晶体结构和晶界特性，从而影响其电导率、磁性、热膨胀系数等物理性能。
杂质还会影响钢材的断裂韧度和磨损性能，使得钢材更容易发生断裂和磨损。
虽然杂质对低合金钢棒材的性能有着不可忽视的影响，但我们可以采取一些措施来减少这种影响。
首先，我们可以通过优化原料选择和生产工艺，尽量减少杂质元素的含量。
其次，可以进行有效的热处理和表面处理，提高钢材的纯度和尺寸精度。
钢中常存杂质元素的影响
1.7 氢的影响
✓氢能使钢脆性显著增加 （氢脆），产生白点等缺陷 ✓白点使钢的力学性能明显 降低，甚至引起钢材开裂。
总之，杂质元素对钢材的性能和 质量影响很大，必须严格控制在牌号规 定的范围内。
工 程 材 料 及 热 处 理
工 程 材 料 及 热 处 理
钢中常存杂质元素的影响
碳钢中除铁、碳两种元素外，还含有 少量的锰、硅、硫、磷、氧、氮、氢等杂质 元素，它们对钢的性能有一定的影响，生产 中常需检验锰、硅、硫、磷的含量。
1.1 锰的影响
锰有较强的脱氧能力，清除FeO可降低钢的脆 性 Mn与钢中有害杂质S形成MnS，降低了S对钢 的品质影响，可提高热加工性能 锰大部分溶于铁素体中，形成含锰铁素体， 使钢强化 一部分锰也能溶于渗碳体Fe3C中，形成合金 渗碳体 锰还能增加珠光体相对量并使它变细，从而 提高钢的强度
1.2 硅的影响
若钢中出现石墨会使钢的韧性严
重下降，产生所谓的“黑脆”。
所以，杂质硅在碳素钢中一般 控制在0.17％～0.37％范围内，特殊需 要可降至0.03％。
1.3 硫的影响
硫的来源：硫主要来源于矿石和燃
料，它几乎不溶于铁素体，以化合物 FeS的形式存在。
FeS可与Fe形成低熔点共晶体 （ Fe + FeS ），熔点只有985℃，因此 在热加工时，分布在晶界上的共晶体 熔化，会导致钢的开裂，这种现象称 为热脆。
1.5 氧的影响
➢氧对钢的力学性能不利，使强度和塑 性降低； ➢氧化物夹杂于钢中，对疲劳强度有很 大的影响。
因此氧是有害元素，在熔炼后期 应加脱氧剂造渣脱氧。
1.5 氧的影响
主要脱氧剂：
锰铁、硅铁、铝。
钢的品质检测中规定：夹杂物 的控制级别，一般应小于３级。
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钢材中的合金与杂质含量对其性能的影响工业纯铁的塑性很好，但强度很低，一般不能满足实际需要。
通常加入Si、Mn等合金钢元素改善钢材性能，以满足实际要求。
另外，钢材在冶炼的过程中不可避免的含有C，S，P等杂质元素。
它们的存在，对钢材的性能也有很大影响。
1 对钢材力学性能的影响1.1 杂质的影响1.1.1 碳的影响碳与铁可以形成一系列化合物：Fe3C，Fe2C，FeC等。
碳能提高钢材的强度和硬度，但会降低钢材的塑性。
碳含量增加0.1%，钢材的抗拉强度可提高70MPa，屈服点提高28 MPa。
含碳量大于6.67%的合金脆性大，不具有实际使用价值。
海洋工程用钢根据碳的含量一般可分为三类（Section 8, API RP-2A-WSD, 1994）：①普通钢。
含碳量小于或等于0.4%。
最小屈服应力为280MPA。
②高强度钢。
碳含量为0.45%或更高。
屈服应力在280MPA和360MPA之间。
③对于屈服应力大于360MPA的超高强度钢要限制使用。
1.1.2 硫的影响硫通常以FeS的形式存在于钢材中。
FeS塑性差，熔点低。
钢水结晶时FeS 分布于晶界周围。
在800 0C~1200 0C时，轧制或铸造会导致晶界开裂，此现象即通常所说的钢的热脆现象。
若钢材中有Mn，则可形成高熔点的MnS（1600 0C）。
钢水在结晶时，MnS 呈颗粒分布于晶内，这样就可以大大降低硫的危害。
作为有害杂质，钢材中的硫含量通常限制在≤0.04%。
1.1.3 磷的影响钢材中的磷能全部溶于中，使其在室温下的强度升高，塑性降低，产生冷脆现象。
除上述有害方面外，磷对钢材有很高的强化作用。
磷提高钢材的屈服强度比镍高10倍，比锰高5倍，比铬高5倍，比铜高2.5倍，比硅高2倍，比钛高1.7倍。
磷提高钢材的极限强度比镍高6倍，比锰高5倍，比铬高3倍，比铜高1.1倍，比硅高1.3倍，比钛稍低。
此外，磷、铜共存可大大提高抗腐蚀性。
针对磷使钢脆化，冲击韧性降低，生产中一般把磷控制在0.12%以下。
钢中加如铝、钛细化晶粒，这样既可消除冷脆，又能提高钢的塑性和韧性。
传统上把磷含量控制在≤0.04%。
而我国针对磷的有害和有益两方面作用研究出一系列含磷量为0.07%~0.15%的磷钢。
1.1.4 ．氮的影响氮在中的溶解能力差，在200~300 0C加热过程中常呈氮化合物析出（时效现象），使钢的强度极限升高，塑性下降，这种现象称为钢的兰脆。
除氮的有效方法是在钢中加入铝中进行脱氮处理，是氮固定在氮化铝（AlN）中，这样就消除了产生时效的可能。
1.1.5 氧的影响炼钢的过程就是氧化过程，氧化钢中的杂质调整钢中各元素的含量。
在氧化的过程中，钢中的一部分氧化成FeO。
氧主要以FeO的形式存在于钢中。
钢中由于FeO的存在，致使其强度、塑性下降。
一般脱氧程度差的沸腾钢比镇静钢具有更大的时效倾向。
通常使用锰钢、硅钢或铝进行脱氧。
1.1.6 氢的影响氢在中的溶解能力差，在中的溶解能力大。
在钢水的结晶过程中，如果冷却速度太快，氢来不及扩散到金属外部而只能聚集在晶体的缺陷处（空位，滑移线，晶界）。
聚集的氢将产生很大的压力，是钢材内部出现裂纹（所谓白点）。
对于合金钢，氢的影响尤其显著。
1.2 合金元素的影响最常见的合金元素有Mn(>0.08%)、Si(>0.5%)、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti、Al等。
它们对钢材性能的影响见下表：合金元素的影响元素晶粒大小过热的可能性淬透性退火、正火淬火的温度强度和硬度塑性C增增降增降Mn稍增稍增增降含量增加1%，抗拉强度增加90MPa，屈服点上升82MPa。
低碳钢中〈1%C不降，高碳钢中降Si 低含量时减小，2%时增大影响小增增含量增加1%，抗拉强度增加10MPa，屈服点上升55MPa。
降；含量超过0.5%，对冲击韧性不利。
Mo减小影响小急增增增<6%时增大Al<0.1%时减小显著减小影响小显著增增小含量时增Co影响小影响小减小影响小稍增降Ti减小减小减小增含量增加0.01%，抗拉强度增加5MPa，屈服点上升7.5MPa。
稍增V显著减小显著减小急增增含量增加0.1%，抗拉强度增加30MPa，屈服点上升35MPa。
增W减小减小增增增1%时稍增Cr减小稍减小增增含量增加1%，抗拉强度增加10MPa，屈服点上升35MPa<1.5%时不降Ni影响小增减小降含量增加1%，抗拉强度增加34MPa，屈服点上升45MPa稍增；改善钢的缺口韧性Cu影响小影响小稍增稍降增含量增加1%，抗拉强度增加55MPa，屈服点上升80MPa0.5%时稍增，含量高时降Nb急减减小小含量时增，大时减显著增稍增1%时稍增2 对钢材焊接性能的影响合金元素在焊缝金属中的作用是非常复杂的，尤其在多种元素的情况下，其作用往往不是简单的叠加关系。
下面简单叙述单一元素对焊缝金属性能的影响。
①碳的影响。
碳是主要的强化元素，可显著提高各种低合金钢焊缝金属的抗拉强度，但随着含碳量的提高，使焊缝金属焊后的淬硬性增加，并降低了韧性，使焊缝热裂倾向性和焊接热影响区冷裂倾向性增大。
因此在低合金钢焊缝中，碳含量高于0.09%，在抗拉强度和屈服点得到提高的同时，韧性则下降。
碳的极限含量应控制在0.12%以下。
②锰的影响。
在低碳（~0.1%）的焊缝金属中，锰的含量在2.2%以下在提高焊缝金属强度的同时降低了脆性转变温度。
焊缝金属的碳含量达到0.2%时，锰对韧性也产生有利影响。
锰的另一作用在于它能与硫结合形成硫化锰，并使焊缝金属中的硫部分进入溶渣，残留的硫化锰并不沉淀于晶界。
在低合金钢自动埋弧焊缝中，锰的含量在0.6~1.8%范围内增高，缺口冲击韧性提高，当锰含量超过1.8%，韧性则降低。
锰在焊缝金属中的作用还取决于硅的含量。
在低锰硅比下，焊缝内氧含量较高并使焊缝金属组织发生变化，使韧性明显下降。
当Mn/Si比低于2%，特别是1%时，焊缝金属中还可观察到不同长度的裂纹。
③硅的影响。
焊缝金属中硅的主要作用是使焊接熔池金属脱氧，硅对低强度焊缝金属有轻微的强化作用。
如硅含量从较低的含量逐渐增加，也能改善韧性。
在埋弧焊缝中，0.15% ~ 0.3%的硅含量能使焊缝金属获得最高的缺口冲击韧度。
气体保护焊焊缝，硅的含量应该控制才0.4%以下。
④镍（Ni）的影响。
镍是提高焊缝金属低温缺口韧性最需要的合金元素之一。
提高镍含量是保证焊缝金属在较高的抗拉强度下获得韧性的有效手段。
镍对高强度焊缝金属具有一定的强化作用。
附加1%的镍，焊接金属的屈服点可提高20~50MPa。
此外，镍对各种气体（包括氢），具有较高的溶解度，如焊条和焊剂中水分较高，则焊缝金属冲击韧性会出现较大的波动，因此含镍的焊心和焊丝焊接时，焊条和焊剂必须烘干。
在低合金高强度钢焊缝中，镍含量的最佳范围是0.8%~1.6%。
⑤铬的影响。
铬能固溶于铁素提中而产生固溶强化效应，提高焊缝金属的抗拉强度和屈服点。
铬于碳能化合成Cr7C3，能显著提高钢的抗氧化性能。
在低合金结构钢焊缝中铬能提高强度、硬度和塑性，但含量超过0.8%，会使焊缝金属韧性明显下降。
]⑥钼的影响。
钼在低合金钢焊缝中含量小于0.6%时，能提高强度和硬度，能细化晶粒，防止回火脆性和过热倾向，还能提高焊缝金属的塑性，减少产生裂纹的倾向。
当钼含量超过0.6%时，会影响焊缝金属的塑性。
在低合金耐热钢焊缝金属中，钼是保证高温强度不可缺少的元素。
⑦铌（Nb）的的影响。
铌在钢中能起细化晶粒和析出强化作用，还能使扩散氢很快逸出，有利于防止氢致裂纹。
但是铌对低合金高强度钢焊缝金属的韧性可产生有害的影响，使Mn-Si系焊缝金属韧性下降。
尤其是当针状铁素体少时，大大降低焊缝韧性，增加结晶裂纹的倾向。
因此，一般不在低合金高强度钢的焊接材料中加入铌。
焊缝中的铌主要是由母材过渡进入的。
如焊缝金属中含铌量不大于0.04%，不会使焊缝过于变脆。
为防止焊缝金属中铌的有害作用，应尽量使晶粒细化和提高细针状铁素体的比例。
⑧ 钒的影响。
钒是显著的强化元素，能提高焊缝金属的屈服点和抗拉强度。
在一定的含量范围内，能改善焊后状态焊缝金属的冲击韧性。
但是当含钒的焊缝金属进行消除应力处理时，由于形成了共格碳化物而使韧性急剧下降，强度性能大大提高。
应此，含钒的焊缝金属最好不作焊后消除应力处理。
如必要作消除应力处理，则必须严格控制焊件在消除应力处理时的温度。
为不使焊见的热处理工艺复杂化，焊缝金属中的钒含量应限制在0.08%一下。
⑨ 钛的影响。
钛也能显著地提高焊缝金属的抗拉强度，对改善塑性和韧性有利。
但必须控制在一个适量的最佳范围内，钛过少不起作用，过多反而导致焊缝韧性大幅度下降。
最合适的钛含量取决于强度水平和氧含量。
如在中等强度焊缝金属中，最合适的钛含量的0.1%，而在高强度焊缝中，含钛0.015%的焊缝金属韧性最好。
钛对低合金高强度钢焊缝金属冲击韧性有利影响是与焊缝金属中的氮结合，减少固溶氮的有害作用，声称TiN作为结晶核心，促使焊缝成为细晶粒组织，其脱氧作用，减少了焊缝中的焊氧量。
其不利影响是强化铁素质，提高硬度，过多时可以晶界上析出TiC和TiN,还可出现马氏体组织。
⑩磷和硫的影响。
众所周知，磷在低合金钢焊缝中与在钢中起相似作用，是增加冷脆性的有害元素，易产生焊接裂纹。
焊缝金属中磷含量从0.01%提高到0.04%时，室温缺口冲击韧度从200J降低到20J。
为保证焊缝金属具有足够的韧性，磷含量不应高于0.025%。
硫会增加焊缝金属的热脆性，易使焊缝产生热裂纹和气孔，是有害杂质，其含量不应高于0.025%。
3 船舶与海洋工程用钢船舶与海洋工程结构在运行和工作中必须承受风、浪、流、冰和气温变动，生物污染及海洋大气和海水的腐蚀。
此外，海洋环境中经常发生海水冲刷、飓风、地震、台风和泥石流等极端现象，故在船舶与海洋工程结构用钢材中，提高钢材的耐腐蚀性对减轻结构重量和降低结构的建造成本具有重要意义。
通常为提高低合金钢的抗大气、耐海水腐蚀性能是向钢中加入合金元素来达到。
合金元素对钢材腐蚀性能影响如下：① Cr不但可显著改善钢材的抗海洋大气腐蚀能力，而且还能提高钢材的耐海水腐蚀性能。
当Cr和Cu或Cr和Al配合使用时效果更好。
当钢中含1%~2% Cr 是可显著提高其抗大气的腐蚀能力，但含Cr多时（>5%），钢材点蚀很大。
因此一般Cr含量〈2%，②Ni既能有效提高钢的抗大气腐蚀能力，而且还能提高钢材的耐海水腐蚀性能。
当Ni与Cr，C u，P共同使用抗腐蚀效果更好，但不如Cr。
一般Ni含量〉1%可有效提高耐大气腐蚀，含量为2%时在大气中的腐蚀速度可减慢50%。
③中Cu含量为0.1%~0.2%可使腐蚀速度显著减小，含量增加到0.25%可使钢的耐海洋大气腐蚀能力提高一倍多。
Cu和P配合对海水中和飞溅区效果更好。