碳結(jié)鋼的時(shí)效通常有淬火時(shí)效和應(yīng)變時(shí)效兩種，都是由間隙元素作用引起的，主要是由于碳、氮、氧的重新分布所造成。淬火時(shí)效 即鋼由高溫快速冷卻后性能隨時(shí)間而變化的現(xiàn)象。鋼中含碳量、脫氧程度和含氮量對(duì)淬火時(shí)效都有很大影響。低碳鋼、脫氧不充分的沸騰鋼和含氮量較高的鋼發(fā)生淬火時(shí)效顯著。含碳約0.3%的中碳鋼，由淬火時(shí)效所引起的性能變化已大為減弱。含碳約0.6%的高碳鋼，實(shí)際上不起時(shí)效硬化作用（見(jiàn)金屬熱處理）。應(yīng)變時(shí)效 經(jīng)冷加工變形后的性能隨時(shí)間而變化的現(xiàn)象。碳和氮對(duì)應(yīng)變時(shí)效的影響，與對(duì)淬火時(shí)效的影響相似，磷也促進(jìn)應(yīng)變時(shí)效。低碳鋼因冷變形而消失的屈服點(diǎn)，隨時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸恢復(fù)。應(yīng)變時(shí)效比淬火時(shí)效更為復(fù)雜。如鋼材經(jīng)淬火后再進(jìn)行冷加工，無(wú)論在室溫或稍高溫度下，均將加速其應(yīng)變時(shí)效。

碳結(jié)鋼外來(lái)夾雜是指鋼中混入耐火材料、爐渣、鋼包渣和模內(nèi)保護(hù)渣等外來(lái)物質(zhì)。外來(lái)夾雜的特點(diǎn)是尺寸大，成分結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分布不規(guī)則，具有很大的偶然性。空氣對(duì)鋼水的二次氧化會(huì)形成外來(lái)夾雜。在煉鋼過(guò)程中，外來(lái)夾雜與內(nèi)生夾雜往往會(huì)形成兩者的混合物，具有兩者的共同特點(diǎn)，使檢驗(yàn)者難以分辨其來(lái)源。非金屬夾雜按顆粒大小可分為亞顯微、顯微和大顆粒夾雜三種，其顆粒尺寸分別為<1μm、1～100μm和>100μm。大顆粒夾雜往往出現(xiàn)在鋼錠沉淀晶區(qū)和皮下位置。連鑄鋼上弧區(qū)有時(shí)也發(fā)現(xiàn)大顆粒夾雜。按非金屬夾雜本身性質(zhì)，可以分為塑性?shī)A雜和脆性?shī)A雜兩種。 1）塑性?shī)A雜在熱加工過(guò)程中，隨金屬一起發(fā)生變形，如MnS；而脆性?shī)A雜，隨熱加工金屬的變彤發(fā)生破碎，如Al2O3。當(dāng)非金屬夾雜熔點(diǎn)特別高時(shí)，在鋼中一生成就以固態(tài)形式存在，這類(lèi)非金屬夾雜物在熱加工時(shí)既不變形，也不破碎，保持其原來(lái)形狀，如TiN。對(duì)于熔點(diǎn)很低的夾雜，從 結(jié)晶母液中排除，此時(shí)多沿初生奧氏體晶界呈網(wǎng)狀薄膜析出，如FeS。鋼中非金屬夾雜對(duì)鋼材的強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、韌性和疲勞強(qiáng)度有不同程度的影響。按使用要求，根據(jù)中國(guó) 非金屬夾雜標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定鋼材夾雜級(jí)別。鋼材中不允許存在嚴(yán)重危害鋼材性能的大顆粒夾雜。保證出鋼和澆鑄系統(tǒng)清潔，采用吹氬、渣洗、噴粉、真空處理等爐外精煉措施及保護(hù)澆鑄措施，可以減少鋼中非金屬夾雜。

碳結(jié)鋼鋼水凝固過(guò)程中，由于體積收縮，在鋼錠或連鑄坯心部未能得到充分填充而形成的管狀或分散孔洞。在熱加工前，因?yàn)榍蓄^量過(guò)小或縮孔較深，造成切除不盡，其殘留部分稱(chēng)為縮孔殘余?？s孔殘余分布在鋼錠上部中心處，并與鋼錠頂部貫通的叫一次縮孔。由于設(shè)計(jì)的鋼錠模細(xì)長(zhǎng)或上小下大，在澆鑄凝固過(guò)程中，鋼錠截口以下錠中心仍有未凝固的鋼水，凝固后期不能充分填充，形成的孔洞叫二次縮孔。一次縮孔和二次縮孔有本質(zhì)差別，前者只出現(xiàn)在鋼錠頭部，后者在鋼錠上、中、下部位都有可能出現(xiàn)。一次縮孔酸洗試片中心區(qū)域呈不規(guī)則的折皺裂縫或空洞。在其上或附近常伴有嚴(yán)重的夾渣、成分偏析和疏松。二次縮孔孔洞中或附近沒(méi)有夾渣，但有偏析生成碳物。一次縮孔殘余和空氣貫通的二次縮孔在軋制（鍛造）過(guò)程中不能焊合，與空氣隔絕的二次縮孔和連鑄坯縮孔在軋制時(shí)一般能夠焊合，不影響鋼材使用性能。縮孔殘余嚴(yán)重地破壞鋼材的連續(xù)性，是鋼材不允許存在的缺陷，軋制（鍛造）時(shí)必然在鋼坯上產(chǎn)生裂紋。為了防止縮孔的產(chǎn)生，要求正確設(shè)計(jì)鋼錠模和保溫帽尺寸，并采用性能優(yōu)良的保護(hù)渣、保溫劑（發(fā)熱劑）和絕熱板，把縮孔控制在鋼錠頭部，以保證在開(kāi)坯時(shí)切掉?？刂茲茶T速度不要太快，溫度不要過(guò)高可以防止縮孔產(chǎn)生。