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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。

特钢的分类
特殊用途钢是指制成的另构件在特殊条件下工作，对钢有特殊要求，如物理、化学、机械等性能。
特殊性能钢也是特殊质量合金钢，这些钢是指有电磁、光、声、热及电化学等效应和功能的钢。常用的有不锈钢、耐热钢、电工硅钢、电子纯铁及各种精密合金（软磁合金、象磁合金、弹性合金、膨胀合金、热双合金、电阻合金、电偶材料等）。
不锈钢以其良好的耐腐蚀性能而得名，它主要合金成分为铬和镍。铬有很高的化学稳定性，在氧化介质中能生成致密坚韧的纯化膜；另外，当铬含量超过11.7%时，能使合金的电极电位明显提高，从而有效地阻止了合金的进一步氧化。镍也是易化元素，在铬钢中加入镍，可提高合金在非氧化性介质中的耐腐蚀性能。当铬、镍含量一定时，钢中碳含量愈低，其耐腐蚀性能就愈好。
不锈钢的耐腐蚀性能，还与基体组织的均匀程度有关。当形成均匀一致的合金固溶体时，能有效地减少钢在电解溶液中腐蚀速度。
奥氏体不锈钢属铬镍系不锈钢，是单一的奥氏体组织，它具有良好的耐蚀性、低温韧性、压力加工和焊接工艺性、无磁性、广泛用作腐蚀介质中工作的低温钢和无磁钢；铁素体型不锈钢主要含有铬，在加热和冷却过程中有相变发生，是硝酸、氮肥工业常用的耐磨材料；马氏体不锈钢由于含碳量较高，帮淬透性好，淬火后获马氏体组织，此类钢，低碳者韧性好，可制造在腐蚀介质中工作的耐冲击零体；高碳用于制造弹簧、轴承、手术刀片等；由奥氏体和铁素体两相混合组织为基体的不锈钢是双相不锈钢，它具有强度高、韧性好，耐晶间腐蚀等优点。其中00Cr18Ni5Mo3Si2钢主要用于制造炼油、化肥、造纸、石油、化工等工业的热交换器和冷凝器，0Cr26Ni5Mo2用于制造海水腐蚀设备；沉淀硬化型不锈钢，因含有大量的铬、镍及能析出沉淀硬化相的钼、铌、铅、铜等元素，使其经过淬火时效处理后具有较高的强度和韧性，主要用于制造弹簧、垫圈、波纹管等。