影響鋼材性能的主要因素一（yī）般有化學成分、生產過程、冷（lěng）加工（gōng）和時效硬（yìng）化、溫（wēn）度（dù）、應力集中、反複荷載、複雜（zá）應力狀態等，
化學成分的影響
鋼是由各種化學成分（fèn）組成的，各（gè）化學成分及其含量對鋼的性能有著重要的影響。鐵(Fe) 是鋼材的基本元素，在碳素結構鋼中約（yuē）占質量分數99%，碳(C)和（hé）其他元素約占1%，但這l% 部分（fèn）的化學元（yuán）素對鋼材的性能卻有決定性的影響。其他元素包（bāo）括矽(Si)、錳(Mn)、磷(P)、硫 (S)、氧（yǎng）(O)、氮(N)等（děng）。低合金鋼中（zhōng）還含有少量（低於5%）的合金元素；如铌(Nb)、釩(V)、鈦 (Ti)、鉻(Cr)、銅(Cu)、硼(B)等。
(1)碳(C)
碳是（shì）僅次於鐵的主要元素，它直（zhí）接影響鋼材的強度、塑性、韌性和焊接性能等。碳對（duì）鋼材性能（néng）的影（yǐng）響所示：當鋼（gāng）中含碳量（liàng）在0.8%以下時，隨著含碳量的增加，鋼（gāng）材的強度和硬度HB提高，而塑性和韌性降低；但當含碳量在1.0%以（yǐ）上時（shí），隨著含碳量的（de）增加，鋼材的強度反而下（xià）降。隨著含碳量（liàng）的增加，鋼材的焊（hàn）接性能變差（含碳量大（dà）於0.3%的鋼材，可焊性顯著下降），冷脆性（xìng）和時效敏感性增大，耐大氣鏽蝕性下降。
(2)矽(Si)
矽是一種脫氧（yǎng）劑，其脫氧作用比錳強，是鋼中的有益元素。矽含量（liàng）較低時，能提高鋼材的強度，而對塑（sù）性和韌性無明（míng）顯（xiǎn）影（yǐng）響，但是當矽含量超過0．8%-1.0%時，則塑性下降，特別是衝擊韌性顯著降低。矽以（yǐ）矽酸（suān）形式存在於鋼中，對鋼絲（sī）拉拔是有害的。
(3)錳(Mn)
錳是作為脫氧除硫的元素加入鋼中的，是（shì）鋼中的有益元素。錳具有很強的脫氧去硫能力，它可以和（hé）硫結合形成MnS，從而在相當大程度上消除（chú）硫的有害影響。錳還能（néng）消除或（huò）減輕氧、硫（liú）引起的熱脆性，顯著改善鋼材的熱加工性能。同時，錳對碳素鋼的力學性能有良好影響，它能（néng）提高鋼材（cái）的硬度、強度和耐磨性。少量錳（小於0.8%）能（néng）在保持（或隻略降）原有的塑性及衝擊韌（rèn）性的條件下，大（dà）幅度提高碳（tàn）素鋼的屈服極限及強（qiáng）度極限。
錳對（duì）鋼的焊接性能也有影響。在含錳量很低時，錳主（zhǔ）要起消除熱脆（cuì）性的作用，此時錳對焊接性能的影響，特別是在硫含量略高時，是有益的；但在含錳量遠遠超過消（xiāo）除熱脆性所（suǒ）必需的含量時，多餘的錳會顯著增加奧（ào）氏（shì）體的過冷能力，這時錳主要起（qǐ）增加冷裂紋形成的作用，會使得鋼的焊接性能變差。
綜上所述，錳是鋼中的有益（yì）雜質，鋼中的含錳量必須（xū）保證有關標準（zhǔn）中所規定的含錳量。如果鋼中的含錳量低於標準（zhǔn）規定（dìng）的下限，可（kě）能引起強（qiáng）度的降低和熱脆性及冷脆性的增加，因此是不允許的。
(4)磷(P)
磷是鋼中難去（qù）除的有害（hài）雜質，主要（yào）害處是增加鋼的冷脆性、損壞鋼的焊接性能。對於焊（hàn）接結構用鋼，為了保證它有（yǒu）良好的（de）焊接性，就必須控（kòng）製其含磷量。對優（yōu）質鋼，磷含量應小於0.040%，對（duì）於（yú）高級（jí）優質鋼，磷含量則（zé）應小於（yú）0.030%-0.035%，或（huò）更低。磷對鋼在大氣作用下的腐蝕穩定性（xìng）有著良好的影響，由 此可見，增加建築鋼抗大氣腐蝕的穩定性，是磷在建築鋼中的一個有益作用。另外磷能提高切削性能和抗（kàng）蝕性，故在易切（qiē）削或耐候鋼中可（kě）適當增加磷含量。
(5)硫(S)
硫是有（yǒu）害雜質元素，它主要來自煉鋼原料，煉（liàn）鋼時難以除盡。硫在鋼中是（shì）以硫化（huà）物夾雜形式存在，並（bìng）沿（yán）加工（gōng）方向伸展形成層狀硫化物夾雜。硫對鋼的塑性、韌性、焊接性能、厚度方向（xiàng）性能、疲勞性能和耐腐蝕（shí）性都（dōu）有不利影響。
硫的最大危害是引起鋼在溫度範圍800～1200℃時的熱（rè）加工變脆而易於開裂，即產（chǎn）生熱脆性，降低鋼的熔點，擴大其結晶（jīng）區間，嚴重影響（xiǎng）鋼材的焊接性能，造（zào）成焊縫中產生氣孔和疏鬆。如果鋼材中（zhōng）的含硫量較高，焊接時不僅促進焊縫冷卻時熱裂紋的形成，而（ér）且（qiě）也會降低（dī）焊縫金屬的質量，所以硫是顯著影響鋼（gāng）的焊接性能的元素（sù）。造成熱脆的原因是（shì）硫的嚴重偏析，可以（yǐ）通（tōng）過加入錳來避免鋼中形成硫化鐵( FeS)，以防止熱脆（cuì）。另外焊接時使用堿性焊條可使熔化的焊縫金屬得到（dào）脫硫，從而減小其被硫增濃的程度，同時減小焊縫熱裂紋形成的傾向。
硫的含量高時也會（huì）降低鋼材的塑性、衝擊（jī）韌性和耐腐蝕性。但硫能提高鋼（gāng）材的切削加工性，這是硫的有益作用，所以在製造要求表麵粗糙度較細而強度（dù）要求不十分嚴格的零件時，可采（cǎi）用含硫高的易切削鋼。
在進行（háng）加工時，由於較脆的（de）、強度較低的條狀硫化物沿加工方向伸長（zhǎng）並以層（céng）狀夾（jiá）雜存在，使得鋼的厚度方向力學性能也顯著降低。
另外以硫化（huà）物形式存在（zài）的硫（liú）對鋼（gāng）的疲勞強度也有不（bú）利（lì）影響。硫化物是可塑性的，在變形時（shí）沿加工方向伸長，強度較低、較脆的硫化物夾雜物，相當於內部切口的作（zuò）用，容易在其尖角處附近引起應力集中（zhōng），引起疲勞強度的降低。
綜上所述，為了（le）提高鋼材的質量和性能，不僅要生產低硫鋼（gāng），而且要通（tōng）過減小硫在鋼中的（de）偏析程度以提高鋼的質（zhì）量和性能。優質結（jié）構鋼硫含量控製在0．015% -0. 020%以下。
(6)氧(O)
氧是有害雜質元素，在鋼中（zhōng）氧幾乎全部以氧化物的形式存在，鋼中各種（zhǒng）氧化（huà）物的總量隨著含氧量增加而增加，含氧量對鋼材力學（xué）性能的影響實質上也就是氧化物雜質對力學性能的影響。一般隨著鋼中含氧量增加，鋼的塑性、衝擊韌性降低，氧（yǎng）化物夾雜使鋼的耐腐蝕性、耐磨性降低，使冷衝壓性、鍛造加工性及切削（xuē）加工（gōng）性變差（chà）。
(7)氮(N)
氮對鋼材性能的影響（xiǎng）與碳、磷相似，隨著氮含量的增加，可使鋼材的強度顯著提高，塑性特別是韌性也顯著降低，可焊性變差，冷脆性（xìng）加劇；同時增加（jiā）時效傾向及冷脆性和熱脆性（xìng），損（sǔn）壞鋼的焊接性（xìng）能及冷彎性能（néng）。因此，應該（gāi）盡量減小和限製（zhì）鋼中的含氮量。一（yī）般規（guī）定氮含量應不高於0.018%。
氮在鋁、铌、釩等元素的（de）配合下可以減少其不利影響，改善鋼材性能，可作為低合金鋼的合金元素使用。規範《低合金高強度結（jié）構鋼》(GB 1591-2008)對V、Nb、Ti規定範（fàn）圍較寬（kuān）。
(8)鉻(Cr)
鉻能顯著（zhe）提高（gāo）鋼材強度、硬度和耐磨性，但同時（shí）降低塑性和韌性。鉻還能提高鋼材的抗氧化性（xìng）和耐腐蝕性，因而是不鏽鋼和耐熱（rè）鋼的重要（yào）合金元素（sù）。
(9)鎳(Ni)
鎳能提高鋼（gāng）的強度，而又保（bǎo）持（chí）良好的塑（sù）性和韌性。鎳對酸（suān）堿有較高的耐（nài）腐蝕（shí）能力，在高溫下有防鏽和耐熱能力。
(10)鉬(Mo)
鋁能使（shǐ）鋼的晶粒（lì）細化，提高淬透性和熱強性能，在高溫時保持足夠的強（qiáng）度和抗蠕變能力（長期在高溫下受到應（yīng）力而發生變形叫做蠕變）。結構鋼中加入鉬，能提高（gāo）機械性能，還可以抑製合金鋼因火而引（yǐn）起的脆性。
(11)鈦(Ti)
鈦是強脫氧劑，它能（néng）使鋼的內部組織致密，細化晶粒；降低時效敏感性和冷脆性，改善焊接能。在一些奧氏體不鏽（xiù）鋼中加入適量的鈦，可避免晶間腐蝕。
(12)釩（fán）(V)
釩（fán）是鋼的（de）優良（liáng）脫（tuō）氧劑（jì）。鋼中加0.5%的釩可細化組織晶粒，提高強度和韌性。釩（fán）與碳形成的碳化物，在高溫高壓（yā）下可提（tí）高抗氫腐蝕（shí）能力。
(13)铌(Nb)
铌能細化晶粒（lì）和降低鋼的過熱敏感性，提（tí）高強度，但塑（sù）性和（hé）韌（rèn）性有所下降。在普通低合（hé）金鋼中加铌，可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕的（de）能力。铌還（hái）可改善焊接性能。在奧（ào），氏體不鏽鋼中加铌，可防止晶問（wèn）腐蝕現象。
(14)銅（tóng）(Cu)
銅能提高強度（dù）和韌性，並有良好的（de）抗大氣腐蝕性能。缺點是（shì）在熱加工（gōng）時容易產（chǎn）生熱脆，銅含量超過o． 5%時塑性顯著降低。當銅含量小於0.5%時對焊接性（xìng）能無影（yǐng）響。
(15)硼(B)
鋼中加入微量的硼就可改善鋼的致密（mì）性和熱軋性能，提高強度。
(16)鋁(Al)
鋁是鋼（gāng）中常（cháng）用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁，可細（xì）化晶粒，提高衝擊韌性。鋁還具有抗氧化性和抗（kàng）腐蝕性能，鋁和鉻（gè）、矽合用，可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點是（shì）影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。
化學成分決定了鋼材的基本性能，各化學成分（fèn）及其含（hán）量對（duì）鋼材的特定性能都（dōu）有（yǒu）重要影響，根據橋梁（liáng）用鋼的特殊性，綜合各方麵的因素，《橋梁用（yòng）結構鋼（gāng）》(GB/T 714-2008)對各牌號及化學（xué）成分做了規定，推薦使用的牌號需符合所列的規定。
