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鋼材中除主要化學成分Fe鐵以外，還含有少量的碳(C)、硅(Si)、錳(Mn)、磷(P)、硫(S)、氧(0)、氮(N)、鈦(Ti)、釩(V)等元素，這些元素雖含量很少，但對鋼材性能的影響很大。
碳是決定鋼材性能的重要元素，它影響到鋼材的強度、塑性、韌性等機械力學性能。當鋼中含碳量在0.8%以下時，隨著含碳量的增加，鋼的強度和硬度提高，塑性和韌性下降;但當含碳量大于1.0%時，隨含碳量增加，鋼的強度反而下降。一般工程用碳素鋼均為低碳鋼，即含碳小于0.25%，工程用低合金鋼含碳小于0.52%。
鋼中有益元素有錳、硅、釩、鈦等，控制摻入量可冶煉成低合金鋼。鋼中主要的有害元素有硫、磷及氧，要特別注意控制其含量。磷是鋼中很有害的元素之一，主要溶于鐵素體起強化作用。磷含量增加，鋼材的強度、硬度提高，塑性和韌性顯著下降。特別是溫度愈低，對塑性和韌性的影響愈大，從而顯著加大鋼材的冷脆性。磷也使鋼材可焊性顯著降低，但磷可提高鋼的耐磨性和耐蝕性。硫也是很有害的元素，呈非金屬硫化物夾雜物存在于鋼中，降低鋼材的各種機械性能。
由于硫化物熔點低，使鋼材在熱加工過程中造成晶粒的分離，引起鋼材斷裂，形成熱脆現象稱為熱脆性。硫使鋼的可焊性、沖擊韌性、耐疲勞性和抗腐蝕性等均降低。氧是鋼中有害元素，主要存在于非金屬夾雜物中，少量熔于鐵素體內。非金屬夾雜物降低鋼的機械性能，特別是韌性。氧有促進時效傾向的作用。氧化物所造成的低熔點亦使鋼的可焊性變差。
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（2）高均勻性。鋼的成分偏析導致鋼組織、性能的不均勻，這是鋼制零部件提前失效以及鋼性能潛力難以充分發揮的重要原因之一。現代生產工藝應使鋼的均勻性達到：轎車齒輪鋼淬透性帶波動為±3HRC；對合金元素控制水平為碳、鎳、鉬含量≤±0.01%，錳和鉻含量≤±0.02%；軸承鋼淬火后的晶粒度為球形且尺寸波動0.8±0. 2μm；抗層狀撕裂鋼（z向鋼）的縱向、橫向和厚度方向的力學性能，特別是塑、韌性要求大體上相當。
（3）超細組織。超細組織強化是惟一增加鋼強度而不降低韌性或使韌性略有增加的強化機制。例如高強度不銹鋼AFC77的晶粒從60μm細化到2. 3μm，則斷裂韌性KIC從100增加到220MPa·m。核反應堆壓力容器鋼板為粗晶時，其輻照脆化溫度范圍為150～250℃而細晶鋼降到50～70℃。軸承鋼中的碳化物尺寸細到≤0.5μm，則軸承壽命大幅度提高。
（4）高精度。特殊鋼材要有良好的表面質量和窄的尺寸公差。熱軋鋼棒的精度已達±0.1mm、熱軋板卷的厚度公差達±0.015～0.05mm，而冷軋板卷的厚度公差已達±0.003mm。
馬鞍山基地
馬鋼位于安徽省東部馬鞍山市內，臨江近海，交通十分便利，資源豐富。附近的寧蕪鐵礦是我國主要鐵礦產地之一，距淮南、淮北煤產地不遠。主要產品有各種鑄造用生鐵、用于制造鐵路運輸的火車輪、輪箍、各種異型斷面的環形件、各種角鋼及中小型鋼材等。生鐵產量大于鋼產量，1990年年產生鐵223萬噸、鋼204 萬噸、鋼材154萬噸，是江南重要的生鐵基地。
重慶鋼鐵基地
包括重慶鋼鐵公司和重慶特殊鋼廠。重慶鋼鐵公司位于重慶市大渡口區境內，前身系抗日時期由原漢陽兵工廠、六河溝鐵礦和上海鋼鐵廠的一部分設備組建而成。新中國成立后經40多年的建設，已形成一個具有相當規模綜合生產能力的鋼鐵聯合企業。1990年年產生鐵100萬噸、鋼83萬噸、鋼材83萬噸。重慶特殊鋼廠位于沙坪壩的雙碑地區，創建于1935年，是西南地區早建設的鋼鐵企業。1949年后經多次擴建，成為我國精密合金鋼等特殊鋼的重要生產企業。
特鋼的分類
特殊用途鋼是指制成的另構件在特殊條件下工作，對鋼有特殊要求，如物理、化學、機械等性能。
特殊性能鋼也是特殊質量合金鋼，這些鋼是指有電磁、光、聲、熱及電化學等效應和功能的鋼。常用的有不銹鋼、耐熱鋼、電工硅鋼、電子純鐵及各種精密合金（軟磁合金、象磁合金、彈性合金、膨脹合金、熱雙合金、電阻合金、電偶材料等）。
不銹鋼以其良好的耐腐蝕性能而得名，它主要合金成分為鉻和鎳。鉻有很高的化學穩定性，在氧化介質中能生成致密堅韌的純化膜；另外，當鉻含量超過11.7%時，能使合金的電極電位明顯提高，從而有效地阻止了合金的進一步氧化。鎳也是易化元素，在鉻鋼中加入鎳，可提高合金在非氧化性介質中的耐腐蝕性能。當鉻、鎳含量一定時，鋼中碳含量愈低，其耐腐蝕性能就愈好。
不銹鋼的耐腐蝕性能，還與基體組織的均勻程度有關。當形成均勻一致的合金固溶體時，能有效地減少鋼在電解溶液中腐蝕速度。
奧氏體不銹鋼屬鉻鎳系不銹鋼，是單一的奧氏體組織，它具有良好的耐蝕性、低溫韌性、壓力加工和焊接工藝性、無磁性、廣泛用作腐蝕介質中工作的低溫鋼和無磁鋼；鐵素體型不銹鋼主要含有鉻，在加熱和冷卻過程中有相變發生，是硝酸、氮肥工業常用的耐磨材料；馬氏體不銹鋼由于含碳量較高，幫淬透性好，淬火后獲馬氏體組織，此類鋼，低碳者韌性好，可制造在腐蝕介質中工作的耐沖擊零體；高碳用于制造彈簧、軸承、手術刀片等；由奧氏體和鐵素體兩相混合組織為基體的不銹鋼是雙相不銹鋼，它具有強度高、韌性好，耐晶間腐蝕等優點。其中00Cr18Ni5Mo3Si2鋼主要用于制造煉油、化肥、造紙、石油、化工等工業的熱交換器和冷凝器，0Cr26Ni5Mo2用于制造海水腐蝕設備；沉淀硬化型不銹鋼，因含有大量的鉻、鎳及能析出沉淀硬化相的鉬、鈮、鉛、銅等元素，使其經過淬火時效處理后具有較高的強度和韌性，主要用于制造彈簧、墊圈、波紋管等。
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