在以汽车零部件为主的生产领域，为了提高切削加工效率，多采用含有微量铅(一般 0．04％-0．30％Pb)的易切(削)钢，其在日本的年产量已超过50万吨。然而，近年世界性的环保浪潮强烈要求减少有毒重金属Pb的使用，因此市场极需开发无Pb易切钢。　　传统的Pb易切钢的特点是能显著提高切削处理(即断开)性和切削工具(如车刀、钻头等)的使用寿命。另一类加硫(S)易切钢虽有改善切削性能的效果，但切屑断开性较差，进一步增大S含量(至0．08-0．12％)时，又会加剧机械性能的各向异性。　　为了开发切削性能和机械性能与Pb易切钢相当的无Pb易切钢，选择加入的易切元素须与Pb元素有相近的性能和相同的作用。因此，首先进行了以下的基础性研究：a润滑作用—当切削加工的温升达到Pb的熔点时，Pb的熔析在刀具与切屑间成为润滑剂而减小了摩擦阻力。b．熔融金属脆化一切削升温熔融的Pb的脆化，既降低了钢的剪切强度，又提高了切屑断开性(即不会缠绕刀具)。c．应力集中源—在切削中的剪断区域会诱发微小内裂，从而减小切削阻力并提高切屑断开性。 　　在查明了上述助提高切削性能原理的基础上，进一步的研究得知，在元素周期表中，元素铋(Bi)与助的重要数值和物性都极为相近，如原子序数分别为83和82、原子量分别为9．78和11．34、比重分别为9．78和 11．34(g／mm3)、熔点分别为271和327(℃)。但是，Bi在人体内的蓄积性却比Pb低得多，，且对健康无害。 　　在以上研究成果的基础上，针对常用的 pb易切钢L1(0．04％—0．09％Pb)和12(0．10％ -0．30Pb)，神钢用转炉冶炼—连铸工艺开发了可分别取代它们的加Bi易切钢F1 (0．03％Bi)和m(0．10％Bi)。两个开发钢种除 Bi含量有高低外，其它代表性的成分约为 0．30％C、0．20％$i、0．70％Mn，即是在含碳量为 0．30％的碳素钢中加入规定量的Bi而成。将开发钢进行淬火+回火热处理，控制其硬度为250HV左右，测定了钢的机械性能；还根据切削工具使用寿命(磨损量)和切屑处理性评价了钢的切削性能；另外，用发生裂纹的极限压缩率评价了钢的冷锻性。结果表明，开发钢的加Bi量虽只有原Pb易切钢加Pb量的1／2，但二者的切削性能同样好。这是因为历与Pb的熔点都很低(约 300cE左右)，在切削发热升温条件下，都同样具有润滑减小摩擦阻力，熔融金属脆化和应力集中源导致切屑断开性好等综合作用。因此，切削加Bi钢时，切削工具寿命长；在各种切削条件特别是高速切削时，切屑都不会缠绕工具，这对于确保自动化切削操作的稳定极为重要。另外，加Bi钢机械性能优良：抗拉强度达 800MPa，延伸率20％、断面收缩率70％，纵向冲击功220J／cm2，且锻性比原加Pb钢还好。因此，完全能满足汽车零部件的性能要求。开发(加Bi)钢综合性能优良(与原加Pb钢相当甚至更好)，加之完全消除了重金属 Pb对环境的污染和人体的危害，故具有极好的推广应用前景。