各種金屬材料和有機(jī)化學(xué)夾雜物對(duì)磨具鋼的強(qiáng)度危害與顆粒尺寸和成分密切相關(guān)。在室溫下，三氧化二鋁顆粒超過(guò)1μm時(shí)，降低抗拉強(qiáng)度和抗張強(qiáng)度；當(dāng)夾雜物含量相對(duì)較低時(shí)，對(duì)抗拉強(qiáng)度的降低更為敏感。當(dāng)金屬材料破裂時(shí)，裂縫不僅在基底中產(chǎn)生，而且經(jīng)常在夾雜物中產(chǎn)生，導(dǎo)致鋁破裂。一般夾雜物對(duì)鋼材的垂直延展性沒(méi)有影響，但對(duì)水平延展性的影響非常明顯。隨著夾雜物總數(shù)或長(zhǎng)度的增加，硫酸鹽含量的增加降低了鋁的各種延展性指標(biāo)值。為保證建筑鋼材具有良好的韌性，盡量減少各種延展性，對(duì)夾雜物有以下規(guī)定：
? 盡可能低的摩爾分?jǐn)?shù)；
? 夾雜物均勻一致；
? 夾雜物的外觀設(shè)計(jì)要緊湊；
? 夾雜物的硬度最好是鋼基材的兩倍，這樣夾雜物在熱處理過(guò)程中變化最小。
碳應(yīng)該是影響鋼性能的基本元素。不同類(lèi)型的碳含量根據(jù)鋼中殘留元素的含量和軋后制冷要求而有所不同。由于鋼中碳含量的增加，碳鋼在熱處理狀態(tài)下的硬度繼續(xù)增加，可塑性和韌性降低。下面，德松模具鋼將詳細(xì)介紹各種金屬材料元素和機(jī)械元素在特種鋼煉制中的重要性和危害。
碳(C)：
鋼中碳含量增加，屈服極限和抗壓強(qiáng)度增加，但可塑性和破壞性降低。當(dāng)碳含量超過(guò)0.23%時(shí)，鋁的焊接性受到影響，因此用于焊接低合金鋼，碳含量一般不超過(guò)0.20%。碳含量高會(huì)繼續(xù)降低鋁的耐大氣腐蝕性，碳鋼在室外石場(chǎng)容易生銹；此外，碳可以提高鋁的冷脆性和及時(shí)性敏感性。
硅(Si)：
在煉鋼過(guò)程中加入硅作為氧化劑和除氧劑，因此低合金鋼具有0.15－0.30%的硅。即使是鋁合金元素，如果鋼中的硅含量超過(guò)0.50-0.60%。硅能顯著提高鋁的彈性極限、屈服極限和抗壓強(qiáng)度，因此廣泛應(yīng)用于工具鋼中。在熱處理合金結(jié)構(gòu)鋼中加1.0－1.2%硅的抗壓強(qiáng)度可提高15%－20%。硅與鉬、鎢、鉻的融合可以提高耐腐蝕性和抗氧化性，生產(chǎn)耐磨鋼。含硅1－4%的高碳鋼具有較高的磁化強(qiáng)度，用于電氣工業(yè)。增加硅量也會(huì)降低鋁的焊接性。
錳(Mn)：
錳是煉鋼過(guò)程中較好的除氧劑和脫硫催化劑，一般鋼含鎂0.30－0.50%。在碳鋼中加入0.70%以上時(shí)，即使是“合金鋼”，也不僅比普通鋼具有足夠的延展性，而且具有較高的硬度和韌性，提高了鋁的淬火性能，提高了鋁的熱處理特性。例如，16Mn鋼的屈服極限比A3鋼高40%。含鎂11－用于挖掘機(jī)挖斗、球磨機(jī)襯板等，14%的鋼具有很高的耐磨性。錳量增加，鋁的耐腐蝕性降低，焊接性降低。
鉻(Cr)：
鉻能顯著提高合金結(jié)構(gòu)鋼和合金鋼的抗壓強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但同時(shí)降低可塑性和延展性。鉻還能提高鋁的抗氧化性和耐腐蝕性，因此它是不銹鋼板和耐磨鋼的主要鋁合金元素。
鎳(Ni)：
鎳能提高鋼的強(qiáng)度，保持良好的可塑性和延展性。鎳對(duì)強(qiáng)酸強(qiáng)堿具有較高的耐腐蝕性，在高溫下具有防銹處理和耐高溫性。但由于鎳是一種稀缺的網(wǎng)絡(luò)資源，應(yīng)盡量用其他鋁合金元素代替鎳鉻合金鋼。
鉬(Mo)：
鉬能細(xì)化鋁顆粒，提高切割性能和熱強(qiáng)度性能，在高溫下保持良好的強(qiáng)度抗蠕變水平（長(zhǎng)期高溫下的地應(yīng)力、變形，稱(chēng)為應(yīng)力松弛）。在合金結(jié)構(gòu)鋼中加入鉬可以提高物理性能。 還能抑制火災(zāi)引起的碳素鋼延性。紅色可以在合金鋼中提高。
鈦(Ti)：
鈦是鋼中強(qiáng)除氧劑。它能使鋁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)高密度，細(xì)化晶粒力；降低及時(shí)性敏感性和冷脆性。提高焊接性能。在鉻18鎳9低合金鋼中加入適量鈦，可防止應(yīng)力腐蝕。
釩(V)：
釩是鋁的優(yōu)質(zhì)除氧劑。鋼中0.5%的釩可以?xún)?yōu)化機(jī)構(gòu)晶體，提高強(qiáng)度延展性。在超高壓高溫下，釩和碳形成的滲碳體可以提高抗氫侵蝕水平。
鎢(W)：
鎢熔點(diǎn)高，比重要，是貴生鋁合金元素。鎢和碳鈷合金具有很高的硬度和耐磨性。在合金鋼中加入鎢，可顯著提高紅硬度和熱強(qiáng)度，用作切削工具和鍛磨工具。
鈮(Nb)：
鈮可以細(xì)化晶粒，降低鋁的超溫敏感性和回火脆性，提高抗壓強(qiáng)度，但可塑性和延展性顯著降低。在普通低合金鋼中加入鈮可以提高耐大氣腐蝕和耐氫、氮、氨在高溫環(huán)境下的腐蝕水平。鈮可以提高焊接性。在低合金鋼中加入鈮可以防止應(yīng)力腐蝕。
鈷(Co)：
鈷是一種稀有的貴金屬，通常用于熱強(qiáng)鋼和永磁材料等特殊鋼和鋁合金。
銅(Cu)：
由大冶鐵礦石制成的武漢鋼鐵通常含有銅。銅能提高強(qiáng)度延展性，特別是大氣腐蝕性。熱處理時(shí)容易產(chǎn)生熱脆，銅含量超過(guò)0.5%的可塑性明顯降低。當(dāng)銅含量低于0.50%時(shí)，對(duì)焊接性能無(wú)影響。
鋁(Al)：
鋁是鋼常用的除氧劑。在鋼中加入少量鋁，可細(xì)化晶粒，提高斷裂韌性，如08Al鋼，低合金板金屬板。鋁還具有抗氧化性和耐腐蝕性，鋁與鉻、硅共用，能顯著提高鋁的耐熱性和耐腐蝕性。鋁合金的主要缺點(diǎn)危及鋁的熱處理特性、焊接性和切削性能。
硼(B)：
在鋼中加入微量硼可以提高鋁的密度和熱扎特性，提高抗壓強(qiáng)度。
氮(N):
氮能提高鋼的強(qiáng)度，超低溫韌性焊接性能，提高及時(shí)性敏感性。
磷(P)：
一般來(lái)說(shuō)，磷是鋼中的有害元素，可以提高鋁的冷脆性，影響焊接性能，降低可塑性，影響冷彎性能。因此，一般規(guī)定鋼中磷含量低于0.045%，耐熱鑄鐵規(guī)定較低。
硫(S)：
硫通常是有害元素。在煅燒和冷軋過(guò)程中，使鋼產(chǎn)生熱脆性，降低鋁的可塑性和延展性，產(chǎn)生裂紋。硫?qū)附有阅懿睿档湍透g性。因此，一般規(guī)定硫分低于0.055%，耐熱鑄鐵規(guī)定低于0.040%。在鋼中加入0.08-0.20%的硫，可以提高切削加工性，一般稱(chēng)為易切鋼。
氫（H）：
鋼中的氫通過(guò)含水量生銹的回爐廢料或從帶水蒸氣的爐氣中吸收。氫對(duì)鋁的危害很大。一是堿脆，在建筑鋼極限應(yīng)力的影響下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，在沒(méi)有任何跡象的情況下突然破裂，通常會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性的不良影響。二是建筑鋼內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大量小裂縫缺陷、小白點(diǎn)，在建筑鋼垂直端口光滑銀色斑點(diǎn)，酸洗鈍化端口絮凝裂縫較多，小白點(diǎn)使鋼拉伸強(qiáng)度顯著降低，特別是端口收縮率和斷裂韌性降低，有時(shí)可能接近零值。因此，不能使用有小白點(diǎn)的鋼，這種缺點(diǎn)主要發(fā)生在碳鋼中。
氧（O）：
氧在鋼中的溶解度相對(duì)較低，絕大多數(shù)以金屬氧化物混合的方式存在于鋼中，如FEO、AL2O3、MnO、CaO、MgO等。另外，鋼中還有Fes。、MnS、鋁硅酸鹽、氮化合物和磷化物。在靜載荷和載荷的情況下，這種夾雜物破壞了鋁基材的連續(xù)性，通常成為裂紋的開(kāi)始。這種非金屬夾雜物的各種情況極大地影響了鋁的各種特性，尤其是鋁的可塑性、延展性、疲勞極限和耐腐蝕性。因此，應(yīng)嚴(yán)格控制非金屬夾雜物。
希土(Xt)：
希土元素是指元素周期中質(zhì)量為57-71的15個(gè)蘭系元素。這種元素都是金屬材料，但它們的金屬氧化物就像“土壤”，所以習(xí)慣性地稱(chēng)之為希土。在鋼中加入希土可以改變鋼中夾雜物的組成、形狀、分布和特性，提高鋁的延展性、焊接性能、冷拉特性等各種特性。在梨花鋼中加入希土可以提高耐磨性。
