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钢材中除主要化学成分Fe铁以外，还含有少量的碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)、氧(0)、氮(N)、钛(Ti)、钒(V)等元素，这些元素虽含量很少，但对钢材性能的影响很大。
碳是决定钢材性能的重要元素，它影响到钢材的强度、塑性、韧性等机械力学性能。当钢中含碳量在0.8%以下时，随着含碳量的增加，钢的强度和硬度提高，塑性和韧性下降;但当含碳量大于1.0%时，随含碳量增加，钢的强度反而下降。一般工程用碳素钢均为低碳钢，即含碳小于0.25%，工程用低合金钢含碳小于0.52%。
钢中有益元素有锰、硅、钒、钛等，控制掺入量可冶炼成低合金钢。钢中主要的有害元素有硫、磷及氧，要特别注意控制其含量。磷是钢中很有害的元素之一，主要溶于铁素体起强化作用。磷含量增加，钢材的强度、硬度提高，塑性和韧性显著下降。特别是温度愈低，对塑性和韧性的影响愈大，从而显著加大钢材的冷脆性。磷也使钢材可焊性显著降低，但磷可提高钢的耐磨性和耐蚀性。硫也是很有害的元素，呈非金属硫化物夹杂物存在于钢中，降低钢材的各种机械性能。
由于硫化物熔点低，使钢材在热加工过程中造成晶粒的分离，引起钢材断裂，形成热脆现象称为热脆性。硫使钢的可焊性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低。氧是钢中有害元素，主要存在于非金属夹杂物中，少量熔于铁素体内。非金属夹杂物降低钢的机械性能，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差。
6. 硬度
硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
⑴布氏硬度（HB）
以一定的载荷（一般3000kg）把一定大小（直径一般为10mm）的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值（HB），单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
⑵洛氏硬度（HR）
当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示：
HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。
HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。
HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火钢等）。
⑶维氏硬度（HV）
以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值（HV）。
①用国际化学元素符号和本国的符号来表示化学成份，用阿拉伯字母来表示成份含量：中国、俄国 12CrNi3A；
②用固定位数数字来表示钢类系列或数字：美国、日本、300系、400系、200系；
③用拉丁字母和顺序组成序号，只表示用途。
中国编号规则
①采用元素符号
②用途、汉语拼音，平炉钢：P、 沸腾钢：F、 镇静钢：Z、甲类钢：A、T8：特8、GCr15：滚珠
◆合结钢、弹簧钢，如：20CrMnTi 60Si2Mn、（用万分之几表示C含量）
◆不锈钢、合金工具钢（用千分之几表示C含量），如：1Cr18Ni9 千分之一（即0.1%C）,不锈 C≤0.08% 如0Cr18Ni9,超低碳C≤0.03% 如0Cr17Ni13Mo。
标识方法
美国钢铁学会是用三位数字来标示各种标准级的可锻不锈钢的。其中：①奥氏体型不锈钢用200和300系列的数字标示，例如，某些较普通的奥氏体不锈钢是以201、 304、 316以及310为标记，
②铁素体和马氏体型不锈钢用400系列的数字表示。
③铁素体不锈钢是以430和446为标记，马氏体不锈钢 是以410、420以及440C为标记，双相（奥氏体－铁素体），
④不锈钢、沉淀硬化不锈钢以及含铁量低于50%的高合金通常是采用专利名称或商标命名。
3）、退火(Annealing) - 退火是消除钢件的内在应力和细化晶粒的方法。退火法是将钢件加热至高于临界温度，然后放入干灰，石灰，石棉或封闭在炉内，令它慢慢冷却。
4）、硬度(Hardness) - 是材料抵抗外物刺入的一种能力。试验钢铁硬度的普通方法是用锉刀在工件边缘上锉擦，由其表面所呈现的擦痕深浅以判定其硬度的高低。这种方法称为锉试法 这种方法不太科学。用硬度试验仪器来试验极为准确，是现代试验硬度常用的方法。常用的试验法有洛氏硬度试验，洛氏硬度试验机利用钻石冲入金属的深度来测定金属的硬度，冲入深度愈大，硬度愈小。钻石冲入金属的深度，可从指针指出正确的数字，该数字称为洛氏硬度值。
5）、锻造(Forging) - 是用锤击使金属成为一定形状<成型> 的方法，当钢件加热达到锻造温度时，可以从事锻造，弯屈，抽拉，成型等操作。大多数钢材加热至鲜明樱红色时都很易锻造。能增加钢材硬度常用的方法是淬火。 [2]
6）、脆性(Brittleness)- 表示金属容易破裂的性质，铸铁的脆性大，甚至跌落地上亦会破裂。脆性与硬度有密切关系，硬度高的材料通常脆性亦大。
7）、延性(Ductility)- (又称柔软性) 是金属受外力永久变形而不碎裂的性质，延性的金属可抽拉成细线。
8）、弹性(Flexibility)- 是金属受外力变形，当外力消除之后又恢复其原有形状的一种性质。弹簧钢是极富弹性的一种材料。
9）、展性(Malleability)- 又称可锻性，是金属延性或柔软性的另一种表示法。展性是金属接受锤锻或滚轧而变形时不致破裂的一种性质。
10）、韧性(Toughness)- 是金属抵受震动或冲击的能力。韧性与脆性刚好相反。
