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鍛造	鑄造		鍛造	鑄造
ASTM A105 A182 F316 A182 F316L 2.4816/ N06600	A216 WCB A351CF8M A361CF3M Inconel600		A182 F11 A182 F304 A182 F304L ASTM A104	A217 WC6 A351CF8 A351CF3 WCC

 

耐溫性


 

溫度范圍	工作工況	材料選擇	說明
超低溫 -254(液氫)～-101℃(乙烯	LNG,空分	奧氏體不銹鋼ASTM A351 CF8M、CF3M、CF8和CF3，ASTM A182 F316、F316L、F304和F304L，ASTM A433 316、316L、304、304L和CF8D	主體材料必須選用面心立方晶格的奧氏體不銹鋼、銅合金或鋁合金，其熱處理后的低溫力學(xué)性能，特別是低溫沖擊韌性必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求。必須在液氮(-196℃)中進(jìn)行深冷處理?
低溫 -100～-30℃	低溫甲醇清洗	低溫用奧氏體不銹鋼有ASTM A351 CF8M、CF3M、CF8和CF3，ASTM A182 F316、F316L、F304和F304L，ASTM A433 316、316L、304、304L和CF8D。低溫承壓件用鐵素體和馬氏體鋼有ASTM A352 LCA(-32℃)、LCB、LCC(-46℃)、LC1(-59℃)、LC2、LC211(-73℃)和LC3(-100℃)	ASTM A352標(biāo)準(zhǔn)中的材料初級價格較低，但是其冶煉時化學(xué)成分必須有可靠且要求十分嚴(yán)格的工廠內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。其熱處理工藝復(fù)雜，需要多次作調(diào)質(zhì)處理，方能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的低溫沖擊韌性的要求，生產(chǎn)周期長。低溫沖擊韌性達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求時，不允許投料作低溫鋼使用。因此，只有在生產(chǎn)批量大，并且可成爐冶煉時才采用，而在一般情況下選用奧氏體不銹鋼。
亞高溫 325～425℃	電廠蒸汽，過熱水，煉油廠的常減壓裝置和延遲焦化裝置	水和蒸汽時，主要用WCB、WCC、A105、WC6和WC9。介質(zhì)是含硫油品時，主要用具有抗硫化物腐蝕的C5、CF8、CF3、CF8M和CF3M等。它們多用在上，此時CF8、CF8M、CF3及CF3M材質(zhì)的閥門不是用于抗酸溶液腐蝕，而是用于含硫油品及油氣管路上。在此工況中，CF8、CF8M、CF3和CF3M的最高工作溫度上限450℃	閥門用碳素鋼系指ASTM A216標(biāo)準(zhǔn)中的WCB、WCC鑄鋼和ASTM A105鍛鋼。閥門用碳素鋼適宜工作溫度為-29～425℃。但是為了安全，考慮到介質(zhì)的工作溫度有可能波動，因此，一般碳素鋼的使用溫度不應(yīng)超過400℃。
高溫Ⅰ級 425～550℃	電廠過熱蒸汽	如果工作介質(zhì)為水或蒸汽時，雖然也可用高溫鋼WC6(t≤540℃)或WC9(t≤570℃)，在含硫油品時雖然也可用高溫鋼C5(ZG1Cr5Mo)	PI級閥門的主體材料為ASTM?? A351標(biāo)準(zhǔn)中的CF8為基形的“高溫Ⅰ級中碳鉻鎳稀土鈦優(yōu)質(zhì)耐熱鋼”
高溫Ⅱ級 550～650℃	重油催化裂化裝置	PⅡ級閥門的主體材料為ASTM A351標(biāo)準(zhǔn)中的CF8為基形的“高溫Ⅱ級中碳鉻鎳稀土鈦鉭強(qiáng)化型耐熱鋼”
高溫Ⅲ級 650～730℃	重油催化裂化裝置	A351標(biāo)準(zhǔn)中的CF8M為基形的“高溫Ⅲ級中碳鉻鎳鉬稀土鈦鉭強(qiáng)化型耐熱鋼”
高溫Ⅳ級 730～816℃		PⅣ級閥門的主體材料為ASTM A351標(biāo)準(zhǔn)中的CF8M為基形“高溫Ⅳ級中碳鉻鎳鉬稀土鈦鉭強(qiáng)化型耐熱鋼”。CK-20及ASTM A182標(biāo)準(zhǔn)中F310(其中C含量≥0.050%)及F310H等耐熱不銹鋼
高溫Ⅴ級 >816℃	煙道	ASTM A297標(biāo)準(zhǔn)中的HK-30，HK-40高溫合金



硬度
硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指標(biāo)之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指標(biāo)有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。

1.布氏硬度(HB)
以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小(直徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時間，去載后，負(fù)荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值(HB)，單位為公斤力/mm2 (N/mm2)。

2.洛氏硬度(HR)
當(dāng)HB>450或者試樣過小時，不能采用布氏硬度改用洛氏硬度計量。用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。
根據(jù)試驗材料硬度的不同，分三種不同的標(biāo)度來表示：
HRA：是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度極高的材料(如硬質(zhì)合金等)。
HRB：是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球，求得的硬度，用于硬度較低的材料(如退火鋼、鑄鐵等)。
HRC：是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火鋼等)。
斯泰萊(Steliete)硬度 45 HRC，碳化鉻(Chromium Carbride)硬度 70HRC ,碳化鎢(Tungsten Carbride)硬度 85HRC

  3.維氏硬度(HV)
以120kg以內(nèi)的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值，即為維氏硬度HV值(kgf/mm2)。

加硬方式

1、熱處理，比如表面析出硬化熱處理，材料主要有440/630；
2、堆焊司太萊合金
3、通過化學(xué)手段鍍超硬合金，比如鍍硬鉻、碳化鎢、鎳基合金等；還有一些手段比如滲氮低溫處理，噴涂陶瓷等 304L.316L等低碳不銹鋼不適合堆焊斯泰萊加硬。
根據(jù)德國標(biāo)準(zhǔn)DIN50150,以下是常用范圍的鋼材抗拉強(qiáng)度與維氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度的對照表。
1.肖氏硬度(HS)=勃式硬度(BHN)/10+12  2.肖式硬度(HS)=洛式硬度(HRC)+15  3.勃式硬度(BHN)= 洛克式硬度(HV)  4.洛式硬度(HRC)= 勃式硬度(BHN)/10-3

高硬度處理方式：

等離子噴涂(APS) 等離子噴涂(APS)的過程是利用高壓電弧加熱氣流，從而產(chǎn)生高速的等離子射流。等離子生成氣通常是含有少量氫或氦的氬氣，從而使送入的粉末被有效地加熱和熔融。等離子弧心的溫度通常都高于10000K，粒子撞擊速度可高達(dá)250m/s
超音速火焰噴涂(HVOF) 超音速火焰噴涂，在其噴涂過程中，燃料和氧氣在燃燒室內(nèi)被加壓、點(diǎn)燃并通過擴(kuò)張式音速噴嘴加速到超音速，形成馬赫錐。最后，顆粒在高速(>400m/s)和相對低的溫度(<2000℃)下噴射，同時軸向進(jìn)粉，以提供更均勻的受熱粒子。HVOF噴涂通常不需要后續(xù)的熱處理，這是因為低氧化性和高速度的顆粒撞擊從而形成了致密、結(jié)實的噴涂層。
等離子堆焊(PTA) 　PTA堆焊的過程和氬弧焊(tungsteminsertgasTIG)的過程相似。電弧受到噴嘴制約和保護(hù)氣的限制，產(chǎn)生收縮柱狀弧。噴涂類粉末主要是合金和碳化物，通過載體離子氣加入溫度穩(wěn)定的柱狀弧內(nèi)。同時，均勻分布的環(huán)狀保護(hù)氣可以保護(hù)焊接區(qū)域不暴露于空氣中，減少和防止氧化。在堆焊技術(shù)中，PTA對基體堆積層的稀釋率比較低，維持了堆積層的化學(xué)特性，最大限度地降低了噴涂零件的熱影響區(qū)的融深

強(qiáng)度
強(qiáng)度是指金屬材料在靜荷作用下抵抗破壞（過量塑性變形或斷裂）的性能。由于載荷的作用方式有拉伸、壓縮、彎曲、剪切等形式，所以強(qiáng)度也分為抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等。各種強(qiáng)度間常有一定的聯(lián)系，使用中一般較多以抗拉強(qiáng)度作為最基本的強(qiáng)度指標(biāo)。
塑性
塑性是指金屬材料在載荷作用下，產(chǎn)生塑性變形（永久變形）而不破壞的能力。常用指標(biāo)為斷后伸長率和斷面收縮率。

疲勞
前面所討論的強(qiáng)度、塑性、硬度都是金屬在靜載荷作用下的機(jī)械性能指標(biāo)。實際上，許多機(jī)器零件都是在循環(huán)載荷下工作的，在這種條件下零件會產(chǎn)生疲勞。
沖擊韌性
以很大速度作用于機(jī)件上的載荷稱為沖擊載荷，金屬在沖擊載荷作用下抵抗破壞的能力叫做沖擊韌性。
耐腐蝕性

金屬材料耐腐蝕表    常用金屬材料成分表      管道和閥門材料對照表 滲氮處理

鉻-鉬系高溫鋼
閥門選用的Cr-Mo高溫鑄鋼主要是采用ASTM A217標(biāo)準(zhǔn)中的WC6、WC9和C5(ZG1Cr5Mo)，其對應(yīng)的軋材分別為ASTM A182中的F11、F22和F5。
⑴ 低鉻級鉻-鉬鋼
低鉻級鉻-鉬鋼有WC6、WC9、F11和F22，其適用的工作介質(zhì)為水、蒸汽和氫氣，不宜用于含硫油品。WC6和F11適宜工作溫度為-29～540℃，WC9和F22適宜工作溫度為-29～570℃。
⑵ 鉻五鉬高溫鋼
鉻五鉬高溫鋼有C5(ZG1Cr5Mo)和F5，其適用的工作介質(zhì)為水、蒸汽、氫氣和含硫油品等。
C5(ZG1Cr5Mo)如果用于水蒸汽時，其最高工作溫度為600℃。用于含硫油品等工作介質(zhì)時，其最高工作溫度為550℃。因此，規(guī)定C5(ZG1Cr5Mo)的工作溫度為≤550℃。

不銹耐酸鋼
不銹耐酸鋼是指用于石化及化工、化肥行業(yè)中抗硝酸、硫酸、醋酸及有機(jī)酸等耐腐蝕性的鉻鎳或鉻鎳鉬不銹耐酸鋼。不銹耐酸鋼鑄鋼主要是采用ASTM A743或ASTM A744標(biāo)準(zhǔn)中CF8、CF8M、CF3、CF3M、CF8C、CD-4MCu和CN7M等，其對應(yīng)的軋材分別為ASTM A182標(biāo)準(zhǔn)中的F304、F316、F304L、F316L、F347、F53及美國UNS N08020。
⑴ Cr-Ni不銹鋼
Cr-Ni類不銹耐酸鋼有CF8、CF3、F304、F304L、CF8C和F347，其適用于工作介質(zhì)為硝酸等氧化性酸。其最高工作溫度≤200℃。
⑵ Cr-Ni-Mo不銹鋼
Cr-Ni-Mo類不銹耐酸鋼有CF8M、CF3M、F316和F316L，其適用于工作介質(zhì)為醋酸等還原性酸。
CF8M，CF3M等可以代替CF8和CF3，但CF8、CF3不能代替CF8M和CF3M。所以，美國等國家不銹耐酸鋼閥門主要用CF8M、CF3M，其最高工作溫度≤200℃。
⑶ CN7M合金
CN7M合金具有較好的全面耐蝕性，它廣泛地應(yīng)用于苛刻的腐蝕條件下，包括硫酸、硝酸、氫氟酸和稀鹽酸、苛性堿、海水及熱的氯化物鹽溶液等，特別是可用于各種濃度和溫度≤70℃范圍的硫酸中。CN7M和UNS N08020合金使用溫度為-29～450℃。
⑷ 雙相不銹鋼
雙相不銹耐蝕鋼(表1)為沉淀硬化不銹鋼，它們是在鐵素體的基體中含35%～40%的奧氏體，其屈服強(qiáng)度約為19Cr-9Ni奧氏體不銹鋼的2倍，并具有高硬度及良好的塑性和沖擊韌性。特別適合在既有磨蝕又有沖刷的腐蝕工作條件下使用，因而廣泛地應(yīng)用于在氧化和還原的強(qiáng)酸工況中，在有氯的環(huán)境中有特殊的抗應(yīng)力腐蝕開裂的性能。CD-4MCu、CD3MN、CE3MN和F53雙相不銹鋼使用溫度為-29～316℃。

耐蝕鎳基合金
耐蝕鎳基合金閥門主要是選用ASTM A494標(biāo)準(zhǔn)中的鑄造蒙乃爾合金(M35-1)、鑄鎳合金(CZ-100)、英康乃爾合金(CY-40)、哈氏合金B(yǎng)(N-12MV、N-7M)及哈氏合金C(CW-12MW、CW-7M、CW-6MC、CW-2M)。
用于耐蝕蒙乃爾合金閥門的蒙乃爾合金軋材主要為UNS N04400(Monel 400)和UNS N05500(Monel K500)。鑄鎳合金無對應(yīng)的軋材，英康乃爾合金的軋材為Inconel 600和Inconel 625等。
⑴ 蒙乃爾合金
蒙乃爾合金(Monel)具有較高的強(qiáng)度和韌性，特別是具有優(yōu)異的抗還原酸及強(qiáng)堿介質(zhì)和海水等腐蝕的性能。因此，通常用于制造輸送氫氟酸、鹽水、中性介質(zhì)、堿鹽及還原性酸等介質(zhì)的設(shè)備和閥門，也適用于干燥氯氣、氯化氫氣、425℃高溫氯氣及450℃高溫氯化氫氣等介質(zhì)，但不抗含硫介質(zhì)和氧化性介質(zhì)(如硝酸及含氧高的介質(zhì))的腐蝕。整體是蒙乃爾合金的閥門材料代號為MM，內(nèi)件是蒙乃爾合金的閥門，殼體為碳素鋼時閥門材料代號為C/M、殼體為CF8時閥門材料代號為P/M、殼體為CF8M時閥門材料代號為R/M。蒙乃爾合金M35-1、Monel 400和Monel K500合金的適宜工作溫度為-29～480℃。
⑵ 鑄鎳合金
鑄鎳合金(CZ-100)的化學(xué)成分為95%Ni和1.00%C，其無對應(yīng)的軋材。當(dāng)CZ-100用于高溫高濃度或無水堿溶液中時，具有優(yōu)異的耐蝕性能。CZ-100常用于在高腐蝕濃度(包括熔融無水苛性鈉)的氯堿生產(chǎn)中以及用于不能有銅和鐵等金屬污染產(chǎn)品的場合。鑄鎳合金CZ-100閥門的材料代號為Ni。CZ-100合金適宜工作溫度為-29～316℃。
⑶ 英康乃爾合金
英康乃爾合金(Inconel)CY-40和Inconel 600(ASTMB564 N06600)等主要用于抗應(yīng)力腐蝕，尤其適用于高濃度的氯化物介質(zhì)，當(dāng)Ni含量≥45%時，對氯化物的應(yīng)力腐蝕具有“免疫”效果。此外，它還能抗沸濃硝酸、發(fā)煙硝酸、含硫和釩的高溫氣體及燃燒物的腐蝕。
Inconel合金已廣泛用于制造核動力工廠的鍋爐給水系統(tǒng)的部件，因為它比不銹鋼的安全性更高。同時，它還適用于需要高強(qiáng)度、高壓密封的高抗蝕性能，以及在高溫下具有抗機(jī)械磨損和抗氧化能力的工業(yè)生產(chǎn)中。如大化肥廠用Inconel 600或Inconel 625合金(為哈氏合金CW-6MC的軋材牌號)制造高壓(600～1500??LB)高濃度氧氣閥門等。CY-40和Inconel 600合金閥門的材料代號為In。適宜工作溫度為-29~650℃。
⑷ 哈氏合金
哈氏合金(Hastelloy)是商業(yè)名稱，它包括有一系列的合金牌號，用于耐蝕閥門上的主要是哈氏合金B(yǎng)?(Hastelloy ?B)和哈氏合金C(Hastelloy C)這兩類。
哈氏合金B(yǎng)(Hastelloy ?B)的鑄造合金牌號在ASTMA494標(biāo)準(zhǔn)中為N-12MV(N-12M-1)及N-7M(有的資料稱之為N-12M-2，也稱它為Chlorimet2合金)，其軋材牌號為ASTM B335標(biāo)準(zhǔn)中的UNS N10665。哈氏合金B(yǎng)對各種濃度的鹽酸均耐蝕，對非氧化性鹽及酸亦耐蝕。哈氏合金B(yǎng)的耐蝕閥門，從耐蝕性及抗晶間腐蝕性考慮宜選用低碳級的哈氏合金B(yǎng)(N-7M)。哈氏合金的材質(zhì)代號閥門行業(yè)尚無規(guī)定，哈氏合金B(yǎng)閥門的材質(zhì)代號，可直接用其鑄造合金牌號來表示。哈氏合金B(yǎng)適宜工作溫度為-29℃～425℃。
哈氏合金C(Hastelloy C)的鑄造合金牌號為CW-12MW(有的資料稱之為CW-12M-1)和CW-7M(CW-12M-2，也稱它為Chlorimet3合金)及Hastelloy C-276合金，其鑄造合金牌號為CW-6MC和Hastelloy C-4合金，其鑄造合金牌號為CW-2M。鑄造哈氏合金CW-7M、CW-12MW、CW-6MC和CW-2M其對應(yīng)的軋材牌號分別是UNS N10001、UNS N10003、UNS N10276和UNS N06455。哈氏合金C對氧化性溶劑、低濃度常溫的鹽酸和硝酸耐腐蝕。
第一代Hastelloy C(0Cr16Ni60Mo16W4)的特點(diǎn)是在強(qiáng)腐蝕的氧化性和還原性酸介質(zhì)中，具有優(yōu)良的耐蝕性能，但由于高鎳耐蝕合金為奧氏體組織，因為Ni降低了C在奧氏體中的固溶度等原因。所以，Ni-Mo系Hastelloy B和Ni-Mo-Cr系的Hastelloy C合金均存在較嚴(yán)重的晶間腐蝕傾向或敏感性，在高溫時還會導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕和縫隙腐蝕。為了克服晶間腐蝕，于是推出了第二代哈氏合金——Hastelloy C-276(C由0.03%降低到0.02%)及第三代哈氏合金C——Hastelloy C-4，其特點(diǎn)是低Si(Si≤0.08%)和超微C(C≤0.015%)，并降低了Fe和W的含量，加入了穩(wěn)定化的合金元素Ti等。
哈氏合金C的耐蝕閥門，從耐蝕性及抗晶間腐蝕性考慮，宜選用哈氏合金C-276(CW-6MC)及哈氏合金C-4(CW-2M)。哈氏合金C閥門的材料代號多，且性能和工作溫度差別大，所以CW-12MW、CW-7M、CW-6MC和CW-2M分別用HC-12、HC-7、HC-276和HC-4表示，或直接用其鑄造合金牌號來表示。
哈氏合金CW-7M和UNS N10001合金的適宜工作溫度為-29～425℃，哈氏合金CW-12MW和UNS?? N10003合金的適宜工作溫度為-29～700℃，哈氏合金CW-6MC和UNS N10276合金的適宜工作溫度為-29～676℃，哈氏合金CW-2M和UNS N06455合金的適宜工作溫度為-29～425℃。

鈦合金
鈦(Ti)具有強(qiáng)度高，質(zhì)量輕，足夠高的抗熱性和低溫韌性及良好的加工性能和焊接性能。用于閥門生產(chǎn)中主要是鑄造純鈦和鍛造純鈦ZTA2。
鈦對腐蝕性介質(zhì)因溫度等工況的不同而表現(xiàn)出耐蝕、不耐蝕甚至起火、爆炸等。因此，訂貨和設(shè)計選用時應(yīng)對使用介質(zhì)的性質(zhì)(濃度、溫度等)給予明確的規(guī)定。
鈦材質(zhì)的閥門在多種氧化性強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)和中性介質(zhì)中具有優(yōu)異的耐蝕性能。
鈦在沸點(diǎn)以下且濃度≤80%的硝酸中均具有優(yōu)異的耐蝕性。而在發(fā)煙硝酸中當(dāng)NO2含量超過2%而含水量不足時，鈦與發(fā)煙硝酸反應(yīng)會發(fā)生爆炸，因此，鈦一般不用于含量80%以上的高溫硝酸
鈦在硫酸中不耐蝕，鈦在鹽酸中具有中等的耐蝕性。一般認(rèn)為，工業(yè)純鈦可用于室溫時濃度7.5%、60℃時濃度3%及100℃時濃度0.5%的鹽酸中，鈦還可用于35℃時濃度30%、60℃時濃度10%及100℃時濃度3%的磷酸中。
鈦在HF(氫氟酸)中不耐蝕，鈦在酸性氟化物溶液中也不耐蝕，鈦在硼酸和鉻酸中耐蝕，在氫碘酸和氫溴酸中可以使用。
鈦可用于60℃10%硫酸和90%硝酸的混酸，沸騰的1%鹽酸和5%硝酸的混酸以及室溫王水(注：王水是3體積的濃鹽酸和1體積的濃硝酸的混合物)中。
鈦在室溫下各種濃度的氫氧化鋇、氫氧化鈣、氫氧化鎂、氫氧化鈉和氫氧化鉀溶液中完全耐蝕，但不能用于沸騰的氫氧化鈉和氫氧化鉀中。堿中含氨會加劇鈦的腐蝕。
鈦在自來水、河水和空氣中最高工作溫度為300℃。鈦可用于海水中最高流速達(dá)20m/s，鈦在溫度≤120℃海水中有很高的耐蝕性，若溫度高于120℃，可能會產(chǎn)生點(diǎn)腐蝕和縫隙腐蝕。
鈦除了蟻酸、草酸和較濃的檸檬酸(濃度≥50%)外，鈦對所有的有機(jī)酸均具有優(yōu)異的耐蝕性，但有機(jī)酸中含水量過低(<0.1%)時鈦易發(fā)生點(diǎn)腐蝕。
鈦在碳?xì)浠衔锖吐然細(xì)浠衔镏杏袃?yōu)異的耐蝕性。鈦在干氯氣中能發(fā)生劇烈反應(yīng)生成TiCl4，并有著火的危險，但鈦在濕氯(含水量在0.3～1.5%)中具有很好的耐蝕性。
鈦在20～160℃干燥的HCl中是穩(wěn)定的，但在濕氯化氫中鹽酸對鈦造成腐蝕。
鈦在氯化物溶液中的點(diǎn)蝕電位較不銹鋼高，鈦抗氯離子的點(diǎn)蝕性能比不銹鋼好，因而鈦在氯化物溶液中獲得了廣泛的應(yīng)用。
在溫度≤80℃時鈦一般不會產(chǎn)生點(diǎn)蝕，但在高溫中等濃度的氯化物溶液(如100℃的25%氯化鋁溶液、175℃的70%氯化鈣溶液、200℃的25%氯化鎂溶液和200℃的75%氯化鋅溶液)中較易發(fā)生點(diǎn)蝕。

C： 碳含量越高，鋼的硬度越高，耐磨性越好，但塑性及韌性越差。 鋼中含碳量增加，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度升高，但塑性和沖擊性降低，當(dāng)碳量0.23%超過時，鋼的焊接性能變壞，因此用于焊接的低合金結(jié)構(gòu)鋼，含碳量一般不超過0.20%。碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力，在露天料場的高碳鋼就易銹蝕；此外，碳能增加鋼的冷脆性和時效敏感性。

S： 硫是鋼中的有害雜質(zhì)，含硫較多的鋼在高溫下進(jìn)行壓力加工時，容易脆裂，這種現(xiàn)象通常稱為熱脆性。 硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產(chǎn)生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時造成裂紋。硫?qū)附有阅芤膊焕?，降低耐腐蝕性。所以通常要求硫含量小于0.055%，優(yōu)質(zhì)鋼要求小于0.040%。在鋼中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常稱易切削鋼。

P： 磷能使鋼的塑性及韌性明顯下降，特別是低溫時影響更為嚴(yán)重，這一現(xiàn)象稱為冷脆性。 在優(yōu)質(zhì)鋼中，硫和磷的含量應(yīng)嚴(yán)格控制。但從另一方面來看，在低碳鋼中含有較高的硫和磷時，能使切削時切削易斷，對改善鋼的可切削性是有利的。 在一般情況下，磷是鋼中有害元素，增加鋼的冷脆性，使焊接性能變壞，降低塑性，使冷彎性能變壞。因此通常要求鋼中含磷量小于0.045%，優(yōu)質(zhì)鋼要求更低些。

Mn： 錳能提高鋼的強(qiáng)度，消除或削弱硫的不良影響，并能提高鋼的淬透性。含錳量很高的高合金鋼（高錳鋼）具有良好的抗磨性及其他物理性能。 在煉鋼過程中，錳是良好的脫氧劑和脫硫劑，一般鋼中含錳0.30－0.50%。在碳素鋼中加入0.70%以上時就算“錳鋼”，較一般鋼量的鋼不但有足夠的韌性，且有較高的強(qiáng)度和硬度，提高鋼的淬性，改善鋼的熱加工性能，如16Mn鋼比A3屈服點(diǎn)高40%。含錳11－14%的鋼有極高的耐磨性，用于挖土機(jī)鏟斗，球磨機(jī)襯板等。錳量增高，減弱鋼的抗腐蝕能力，降低焊接性能。
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Si： 硅含量增加可使鋼的硬度增加，但塑性及韌性下降。電工用鋼中含一定量的硅能改善軟磁性能。 在煉鋼過程中加硅作為還原劑和脫氧劑，所以鎮(zhèn)靜鋼含有0.15－0.30%的硅。如果鋼中含硅量超過0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能顯著提高鋼的彈性極限，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度，故廣泛用于作彈簧鋼。在調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼中加入1.0－1.2%的硅，強(qiáng)度可提高15－20%。硅和鉬、鎢、鉻等結(jié)合，有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用，可制造耐熱鋼。含硅1－4%的低碳鋼，具有極高的導(dǎo)磁率，用于電器工業(yè)做矽鋼片。硅量增加，會降低鋼的焊接性能。

W： 鎢可提高鋼的紅硬性和熱強(qiáng)性，并可提高鋼的耐磨性。 鎢熔點(diǎn)高，比重大，是貴生的合金元素。鎢與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性。在工具鋼加鎢，可顯著提高紅硬性和熱強(qiáng)性，作切削工具及鍛模具用。

Cr: 鉻能提高鋼的淬透性及耐磨性，改善鋼的抗氧化作用，提高鋼的抗腐蝕能力。 在結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼中，鉻能顯著提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但同時降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，因而是不銹鋼，耐熱鋼的重要合金元素。

V: 釩能細(xì)化鋼的晶力組織，提高鋼的強(qiáng)度、韌性及耐磨性。當(dāng)它在高溫溶入奧氏體時，可增加鋼的淬透性；反之，當(dāng)它以碳化物形態(tài)存在時，會降低鋼的淬透性。 釩是鋼的優(yōu)良脫氧劑。鋼中加0.5%的釩可細(xì)化組織晶粒，提高強(qiáng)度和韌性。釩與碳形成的碳化物，在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。

Mo: 鉬可顯著提高鋼的淬透性，提高熱強(qiáng)性，防止回火脆性，提高剩磁和矯頑力。 鉬能使鋼的晶粒細(xì)化，在高溫時保持足夠的強(qiáng)度和抗蠕變能力(長期在高溫下受到應(yīng)力，發(fā)生變形，稱蠕變)。結(jié)構(gòu)鋼中加入鉬，能提高機(jī)械性能。?還可以抑制合金鋼由于火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性。

Ti: 鈦能細(xì)化鋼的晶粒組織從而提高鋼的強(qiáng)度及韌性。在不銹鋼中，鈦能消除或減輕鋼的晶間腐蝕現(xiàn)象。 鈦是鋼中強(qiáng)脫氧劑。它能使鋼的內(nèi)部組織致密，細(xì)化晶粒力；降低時效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在鉻18鎳9奧氏體不銹鋼中加入適當(dāng)?shù)拟?，可避免晶間腐蝕。

Ni: 鎳能提高鋼的強(qiáng)度和韌性，提高淬透性，含量高時，可顯著改變鋼和合金的一些物理性能，提高鋼的抗腐蝕能力。 鎳能提高鋼的強(qiáng)度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。但由于鎳是較稀缺的資源，故應(yīng)盡量采用其他合金元素代用鎳鉻鋼。

B: 硼的作用是當(dāng)鋼中含有微量（0.001-0.005%）硼時，鋼的淬透性可以成倍的提高。

AI: 鋁能細(xì)化鋼的晶粒組織，阻抑低碳鋼的時效，提高鋼在低溫下的韌性。鋁還能提高鋼的抗氧化性，提高滲氮鋼的耐磨性和疲勞強(qiáng)度等。 鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁，可細(xì)化晶粒，提高沖擊韌性，如作深沖薄板的08Al鋼。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能，鋁與鉻、硅合用，可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點(diǎn)是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。

Cu: 銅在鋼中突出的作用是改善普通低合金鋼的抗大氣腐蝕性能，特別是和P配合使用時，能提高鋼的強(qiáng)度和屈服比。2-3%的銅在奧氏體不銹鋼中可以改善對硫酸，鹽酸及磷酸等抗腐蝕性能及對應(yīng)力腐蝕性能的穩(wěn)定性。

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