不锈钢中杂质元素的影响体现在哪些方面

在不锈钢材料中，除了含有常规元素外，常会存在些杂质元素，这些杂质元素有的有益，有的则有害，下面就来列举下几种常见的杂质元素。

第一是硅元素，它在不锈钢中属于有益元素，硅元素是由炼钢时加入的脱氧剂带入不锈钢中的。因为硅的脱氧能力比较的强，硅和钢液中的 FeO可以结成密度较小的硅酸盐以炉渣的形式被除去。脱氧后不锈钢就不可避免地残留下来少量硅元素，这些残留下来的硅元素可以溶于铁素体组织，从而强化铁素体，以便提高铁素体不锈钢材料的强度、硬度和弹性。所以，硅元素在不锈钢中是有益元素，不过作为杂质元素存在时其质量分数应不要超过0.4%。

硅元素

第二种是锰元素，其在不锈钢中也属于有益元素，锰元素也是由炼钢时加入的脱氧剂带入钢中的。锰从FeO中夺取氧形成MnO进入炉渣。锰元素可以和硫化合成MnS，从而降低了硫元素对不锈钢的有害影响，改善不锈钢的热加工性能。在室温下，锰大部分溶于铁素体，对不锈钢有一定的强化作用。所以锰在不锈钢中是有益元素，但作为杂质元素存在时其质量分数应不超过0.8%。

第三种是硫元素，其在不锈钢中是有害元素，硫是由生铁和燃料带入的杂质，炼钢时难以除尽。在固态下硫不深于铁，而以 FeS的形式存在，FeS与Fe能形成低熔点的共晶体（Fe+FeS），熔点仅为985℃，且分布在奥氏体晶界上。当不锈钢在1000~1200℃压力加工时，由于低熔点共晶体熔化，显著减弱晶粒之间的联系，使钢材在压力加工时沿晶界开裂，这种现象为热脆。因此，不锈钢中硫的质量分数一定要严格控制。

为消除硫元素所形成的热脆，在炼钢时一定要增加锰。由于 Mn与S能形成高熔点（1620℃）的MnS，并呈粒状分布在晶粒内，MnS在高温时有一定的塑性，从而避免了不锈钢的热脆。

硫元素尽管会形成热脆，但对改善钢材的切削加工性能却有利。如在硫的质量分数较高的钢（ Ws＝0.08%-0.45%）中适当提高锰的质量分数（WMn＝0.70-1.55%），可形成较多的MnS，在切削加工中MnS能起断屑作用，可改善钢的切削加工性，这种不锈钢被叫做易切削钢，广泛应用于标准件等的生产。

第四种是磷，其在不锈钢中是有害元素，磷元素是由生铁和燃料带入的杂质，炼钢时难以除尽。磷能全部熔于铁素体，提高了铁素体的强度、硬度；但在室温下钢的塑性、韧性急剧下降，变脆，这种现象称为冷脆。因此，磷元素是一种有害杂质元素，因此要严格控制磷在钢中的含量。

磷元素的有害作用在一定条件下也可以转化，比如易切削钢，把磷的含量提高到 W p ＝0.05％-0.15％，可以使铁素体脆化，从而改善不锈钢的切削加工性能。在炮弹钢（W c ＝0.60%-0.90%、WMn ＝0.60%-1.0%）中加入较多磷，可使钢的脆性增大，炮弹爆炸时碎片增多，增加杀伤力。