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合金元素簡介
A.
碳（
Carbon
）
< br>：
碳是影響鋼忖機械性質最大的元素。隨著含量的增加，鋼材的硬度、抗拉強度、降伏強度皆呈
大幅的
上升。
一般言，每增加
0.01
％的碳，抗拉強度約增加
1,000Psi
（
0
〃
7kg
／
mm
2
）左右，但另一方面，隨著
碳含量的增加，鋼材的延展性<
/p>
(Ductility)
，焊接性
<
/p>
(Weldability)
及衝擊韌性皆告下降。
B.
錳
(Manganese)
：
鋼材中的錳可幫助去氧（形成
MnO
）及減
輕硫的有害特性（形成
MnS
）
。同時
亦可提高強度、硬度及韌
性；但其對鋼材強度、硬度的影響程度不及碳顯著，而籍
Mn/C
比值的適量調整，一方面可避免鋼材強度的
< br>下降
，
並可改善鋼材的韌性及焊接性
，
依經驗值
，
每
< br>0.01%
錳含量的增加
，
約可
導致抗拉強度
150psi
的增加。
另一方面錳含量的上升有害於鋼材焊接性（但下降程度不及碳顯著）
，故一般結構用鋼材，其錳含量多不超
過
1.60%
，最好控制在
1.40%
以下。
C
〃矽（
Silicon
）
：
此為廣
泛被使用的良好脫氧劑，一般言，矽可增加鋼材的強度，硬度及彈性限（
Elastic
Limit
）
。當矽含
量超過
0.50%
時’對硬度的影響更是顯著。依實際煉鋼廠的經驗值，每
0.01%
矽含量的增加約可提高抗拉強
度
250psi
左右。由於矽在形成夾雜物（
Inclusion
）時，將不利於焊接及切削加工性（
M
achining ability
）
，故
一般鋼材中矽含量多不超過
0.60%
，
< br>全靜鋼中以
0.15%~0.30%
矽含量為最常見
。
另外
，
在含碳量
較低的鋼種，
矽尤不利於表面品質，且因矽可促進加工硬化速率（
Rate of Work Hardening
）
。對低碳
鋼言，不利於加工性
及冷打性質。另外，矽可降低鋼材的磁滯損失，為矽鋼片主要之合金
元素。
D
〃磷（
Phosphorus
）
：
一般鋼材皆保持在一特定值以下
（如
0.4
0%
以下）
。磷有極佳的肥粒鐵強化
（
Ferrite Strengthening
）
效應。
使鋼材的硬度及強度增加。但在延展性及韌性方面卻相對地下降。適量
的磷（如
0.10%
）有助於鋼材的切削
性，大氣中之抗蝕性，抗海水腐蝕及耐磨耗性（
Wear Resistance
）等
(
如
Cor-
Ten A Steel
）
。但因其偏析傾向極
大，不易以熱處理消除，且和氧親和力比較強，有害於鋼之焊接性。
E
〃硫（
Sulphur
）
:
硫為極易產生偏析（
Segr
egation
）的有害允素，在煉鋼過程中無法全部除去，一般多以
< br>MnS
，
FeS
存在於鋼
材中。其中
FeS
係低熔點的物質，極易在晶
粒界形成偏析，當鋼材施以熱加工時（
Hot Rolling or Forming
）
，
此低熔點的夾雜物先熔融形成晶粒
間薄膜
（
Intercrystalline
Film
）
，以致造成熱脆性
（
Hot
Shortness
，
1050
0
C
左右）
。除此
之外，硫含量增高，鋼材的橫向延展性（
Transverse
Ductility
）和衝擊值
(Notched Impact Value
）
亦降低，但對縱向機械性質
(Longitudinal
Mechanical
Properties
）的影響較輕微。同時，在低碳、低錳的鋼
材中，硫亦極不利於表面品質，而
鋼材的焊接性亦隨硫的增加而降低。若要求較佳的焊接性，理想的硫含量
應控制在
0.020%
以下。硫唯一的的好處為可改善鋼材之切削性
欲達此目的硫含量可控制在
0.08~0.13
%
間。
F
〃
銅（
Copper
）
：
在煉鋼過程中，銅並無法除去，但微量存在於碳鋼中並不顯著
影響其機械性質。對中、彽碳鋼而言，銅
的添加可因肥粒鐵強化的效應而增加鋼材的強度
，但增加的程度並不大，同時在延展性方面的，減少亦很微
小。鋼材中銅含量在
0.5%
以上時極易發生熱脆性，以致在熱軋過程中造成裂痕或非常粗糙
的表面，這現象
可籍仔細控制加熱時的氧化並避免熱加工時的過熱而加以改善。另添加至
少銅含量一半的鎳，則可大大地改
善鋼材的表面品質，就鋼材的大氣中抗蝕性質而言，銅
為目前最有效的合金添加元素。在一般碳鋼中，銅含
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