钢材料里面的少数元素对钢材有什么影响？

特别是铝、氮

比如： GB/T 700-2006（碳素结构钢） 5.1.1.2.1里面说： 氮含量允许超过5.1.1.2的规定值，但氮含量每增加0.001%，磷的最大含量应减少0.005%，熔炼分析氮的含量应不大于0.012%；如果钢中的酸溶铝含量不小于0.015%或总铝含量不小于0.020%，氮含量的上限值可以不受限制。固定氮的元素应在质量证明书中注明。

看到这里，我想问刚才里面铝元素的含量和氮含量的对材料影响有什么联系不?

铝元素为炼钢时特意加的，目的是细化晶粒，提高钢的强度和韧性，其成分含量有一定限值要求，N元素是有害元素，N能增加钢的冷脆倾向，P也能增加钢的冷脆倾向，所以N、P应严格控制，越低越好。

楼主要求太多，仅按楼主的特别是铝、氮而言

Al
(1) Al当钢中其含量小于3-5%时，是一有益的元素。其作用是:高的抗氧化性和电阻。
    ①作为强烈脱氧剂加进的Al，可生成高度细碎的、超显微的氧化物，分散于钢体积中。因而可阻止钢加热时的晶粒长大(含Al<10%，在加热<1200℃才有细化作用，否则其作用甚小)和改善钢的淬透性。所以这些氧化物成为结晶的中心，而在钢冷却时又对A体分解起促进作用。
    ②作为合金元素，有助于钢的氮化，因而可提高钢的热稳定性，AIN本身在加热时具有高稳定性，①与②都有利于减弱钢的过热倾向。
    ③可改善钢的抗氧化性，铝是终脱氧剂，生产镇静钢时，[Al]多在0.005%-0.05%，通常为0.01%-0.03%。钢中铝的加入量因氧量而异，对高碳钢应少加些，而低碳钢则应多加，加入量一般为:0.3-1.Okg/t钢。
    ④能提高钢的电阻，与Cr共同用于制造高电阻铬铝合金:如Cr13Al4、1Cr17Al5、1Cr25Al5. Al使电阻增高的程度比Cr还高的多。在Cr钢中加Al,会粗晶易脆，所以其量一般不超过5%,个别才有8-9%。
    ⑤对硅钢而言，Al可减少α铁心损失，降低磁感强度，与氧结合可减弱磁时效现象，但Al的氧化物会使磁性变坏。Al(>0.5%)也会使硅钢变脆。
(2)Al的不良影响
  ①促进钢的石墨化，减少合金相中的碳溶浓度，所以硬度、强度降低。
  ②加速脱碳
    当Al含量增加至3-5%时，8-9%将会大大地促进钢锭的柱状结晶过程。因此而大大增加钢的机械热加工的困难，也使钢极易脱碳。(其热加工之所以困难是因为该合金钢锭具有粗晶结构，且其晶体的解理极弱，所以导热性低，加热时容易出现大的温度差而锻裂，甚至钢锭的去皮加工都会使其晶界氧化而破坏。
此外，它在800℃以上的高温长时间停置也极易变脆。
    一般合金钢中含Al量:
    合金结构钢:Al=0.4-1.1%(38CrAlA, 38CrMoAlA、38CrWVAlA)
    耐热不起皮钢:Al=1.1-4.5%(Cr13SiAl、Cr24Al2Si、Crl7Al4Si)
    电热合金:Al=3.5-5.5%(Crl3Al4、1Crl7Al5、Cr8Al5、OCr17Al5)
    甚至A18% Cr7Al了，考虑电热合金受荷不大，虽有脆性，仍可使用


N
(1)氮的有益作用:
    1) N亦是强烈的体形成元素，在这点上它与Ni相似，比作用强27倍，特别在不锈钢中得到广泛注意。它有可能是代替Ni的重要元素之一，特别与Ni其同作用，稳定A体效果更好，尤利代Ni。
    2) N还可在复杂的A体钢中借氮化物的析出而产生弥散硬化。因此，可在无显著成绩脆性的情况下提高它的热强性。
    3) N能提高高铬钢，特别是含V的的高铬工具钢的热硬性。N能使这些钢的二次硬度的回火温度的间段增大，并使此间段向更高温方面移动，所以可得到较好的综合性能，在高铬钢中还能改善其热加工性能。
    4) N在铁素体中可促使A体形成，由于Y相的出现，可减小晶粒粗化倾向，所以可改善钢的韧性和焊接性能。
    5)N对磁钢的影响较大:如当溶解在钢中的固溶体状态存在时会使矫顽力稍增而磁导率降低，当形成AlN、FeN等非金属夹杂影响就加剧。还是引起硅钢片磁时效的主要因素之一。一般说一定数量的夹杂对得到取向组织是有益的。所以它可阻碍位向不适合的晶粒生长。从而使取向合适的晶粒加速成长。N对取向冷轧变压的质量也有很大影响，过多或过少的含N量都不易使N量使冷轧硅钢片获得大晶粒和高磁性。适宜的含量是N=0.01-0.1%或更低至0.001%，但要获得更好磁性，最好能在热处理后将冷轧硅钢片中残留除去。
    6)钢的表面渗，可使它得到高的表面硬度(RC70)500一600℃中进行和耐磨性，高的疲劳极限和抗蚀性(600一700℃中进行)。
    7)铬锰钢中加入0.35-0.45%以上的N即可得单一的A体组织。
(2)氮的不良影响:
    1)它与合金元素生成氮化物是非金属夹杂，更重要的是降低了合金元素的作用。钢中氮含量高时，在250-450℃温度范围，其表面发蓝，钢的强度升高，冲击韧性降低，称之为“蓝脆”。氮含量增加，钢的焊接性能变坏。
    2)含N钢在退火过程中因氮化物析出而会显著降低它的塑性。钢中加入适量的铝，可生成稳定的AlN，能够压抑Fe4N生成和析出，不仅改善钢的时效性，还可以阻止奥氏体晶粒的长大。氮可以作为合金元素起到细化晶粒的作用。在冶炼铬钢，镍铬系钢或铬锰系等高合金钢时，加入适量的氮，能够改善塑性和高温加工性能。
    3)含N钢在锻造过程中N会产生挥发，所以工业用钢中含成分标准是很难拟订的。
    4)由实际表明，在一定含量的Cr，N钢中，必有一与其相适应的最小Mn含量，如低于这一Mn含量，钢在凝固时N就会逸出，而成气孔。例含Cr15%,N0.45%, Mn的最小含量为14.5-15%。
(3)一般合金钢中含N量:
    1)硅钢(冷轧):N=0.01-0.1%或更低至0.001%
    2)不锈铬钢:N=(1/75-1/100)Cr%
    3)氮化钢:38CrMoAlA, 25CrMo2VA等
    Cr18Mn10Ni5Mo3N钢其含N≤0.3%(用于尿素工业)，有铬锰氮钢及铬锰氮镍钢等。如Cr17Mn8Ni5N，目前铬锰氮钢因为具有良好的耐氧化可抗腐蚀的性能，其它性能需求也不坏，故它用来代替铬镍A体钢而取得相当成效，但无镍之铬锰氮钢，因为锭中容易产生严重气泡而未能多用。
    注:TIN常呈规则晶状，颜色金黄。