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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。
1） 无扩散性——马氏体转变是非扩散性转变，因而转变过程中没有成分变化，M的含碳量和原来A的相同。
2）切变共格和表面浮凸现象——由于原子不能进行扩散，因而晶格转变只能以切变的机制进行。
3）变温形成——M只有在不断降低温度的条件下，转变才能继续进行。
4）高速长大——马氏体生长速度极快，片间相撞容易在马氏体片内产生显裂纹。
5） 转变不完全——残余奥氏体A残——MS点越高，M越多，A残越少。Ms和Mf点的温度与冷却速度无关，主要取决于含碳量与合金元素的含量。如图所示： [3]
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过冷奥氏体转变曲线
由于转变温度不同，过冷奥氏体将按不同机理转变成不同的组织（P、B、M）。转变类型主要取决于转变温度，但转变量和速度又与时间密切相关。
过冷奥氏体转变曲线——表示温度、时间、和转变量三者之间的关系曲线。
（一）过冷奥氏体等温转变曲线
过冷奥氏体等温转变曲线又叫C曲线，也称为TTT曲线。如图所示：
冷却方式：
2）连续冷却
1、等温转变曲线的建立
等温转变曲线可以用金相法、膨胀法、电阻法和热分析法等多种方法建立。
按用途分类
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合金结构钢、钢筋钢。
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渗碳钢、氨钢、表面淬火用钢；易切结构钢；冷塑性成形用钢：包括冷冲压用钢、冷镦用钢。
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弹簧钢、轴承钢
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抗氧化钢、热强钢、气阀钢、电热合金钢、.耐磨钢、低温用钢、电工用钢。
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桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。
综合分类
按冶炼方法
中华人民共和国国家标准GB/T 13304－91《钢分类》描述：“以铁为主要元素、含碳量一般在2%以下，并含有其他元素的材料。”其中的一般是指除铬钢外的其他钢种，部分铬钢的含碳量允许大于2%。含碳量大于2%的铁合金是铸铁。其他国际标准如ISO 4948或EN 10020中对钢的定义也与此类似。
严格地说，钢是含碳量在0.0218%-2.11 [1] %之间的铁碳合金。我们通常将其与铁合称为钢铁，为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。其它成分是为了使钢材性能有所区别。以下以字母顺序列出重要的钢材，他们包含以下成分，现将它们的功能特性一并介绍：
碳（Carbon)
存在于所有的钢材，是重要的硬化元素。有助于增加钢材的强度，我们通常希望刀具级别的钢材拥有0.6%以上的碳，也称为高碳钢。
铬（Chromium)
增加耐磨损性，硬度，重要的是耐腐蚀性，拥有13%以上的认为是不锈钢。尽管这么叫，如果保养不
炼钢
当，所有钢材都会生锈。
锰（Manganese）
重要的奥氏体稳定元素，有助于生成纹理结构，增加坚固性和强度及耐磨损性。在热处理和卷压过程中使钢材内部脱氧，出现在大多数的刀剪用钢材中，除了A-2,L-6和CPM 420V。
钼（Molybdenum）
