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鋼鐵中主要元素碳、硅、硫、磷

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人氣:-發表時間:2020-03-27 15:12【

鋼鐵中主要元素碳、硅、硫、磷

鋼鐵中主要含有:碳、硅、硫、磷、鐵(主要元素),以及其他改變鋼鐵性能的元素,如:鉻、錳、鎳等,加入這些元素可以形成如:優質碳素結構鋼、合金結構鋼、易切結構鋼、彈簧鋼、滾動軸承鋼等優質鋼或高級優質鋼。


(C)

鋼中含碳量增加,屈服點和抗拉強度升高,但塑性和沖擊性降低,當碳量0.23%超過時,鋼的焊接性能變壞,因此用于焊接的低合金結構鋼,含碳量一般不超過 0.20%。碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力,在露天料場的高碳鋼就易銹蝕;此外,碳能增加鋼的冷脆性和時效敏感性。


(S)

提高硫和錳的含量,可以改善鋼的被切削性能,在易切削鋼中,硫作為有益元素加入。硫在鋼中偏析嚴重。惡化鋼的質量,在高溫下,降低鋼的塑性,是一種有害元素,它以熔點較低的FeS形式存在。


單獨存在的FeS的熔點只有1190℃,而在鋼中與鐵形成共晶體的共晶溫度更低,只有988℃,當鋼凝固時,硫化鐵析集在原生晶界處。鋼11001200℃進行軋制時,晶界上的FeS就將熔化,大大的削弱了晶粒之間的結合力,導致鋼的熱脆現象,因此對硫應嚴加控制。一般控制在0.020%0.050%


為防止因硫導致的脆性,應加足夠的錳,使其形成熔點較高的MnS。若鋼中含流量偏高,焊接時由于SO2的產生,將在焊接金屬內形成氣孔和疏松。


(Si)

硅能溶于鐵素體和奧氏體中提高鋼的硬度和強度,其作用僅次于磷,較錳、鎳、鉻、鎢、鉬、釩等元素強。但含硅量超過3%時,將顯著降低鋼的塑性和韌性。硅能提高鋼的彈性極限、屈服強度和屈服比(σs/σb),以及疲勞強度和疲勞比(σ-1/σb)等。這是硅或硅錳鋼可作為彈簧鋼種的緣故。


硅能降低鋼的密度、熱導率和電導率。能促使鐵素體晶粒粗化,降低矯頑力。有減小晶體的各向異性傾向,使磁化容易,磁阻減小,可用來生產電工用鋼,所以硅鋼片的磁阻滯損耗較低。硅能提高鐵素體的導磁率,使鋼片在較弱磁場下有較高的磁感強度。


但在強磁場下硅降低鋼的磁感強度。硅因有強的脫氧力,從而減少了鐵的磁時效作用。


含硅的鋼在氧化氣氛中加熱時,表面將形成一層SiO2薄膜,從而提高鋼在高溫時的抗氧化性。


硅能促使鑄鋼中的柱狀晶成長,降低塑性。硅鋼若加熱時冷卻較快,由于熱導率低,鋼的內部和外部溫差較大,因而斷裂。


硅能降低鋼的焊接性能。因為與氧的結合能力硅比鐵強,在焊接時容易生成低熔點的硅酸鹽,增加熔渣和融化金屬的流動性,引起噴濺現象,影響焊接質量。硅是良好的脫氧劑。用鋁脫氧時酌情加一定量的硅,能顯著提高率的脫氧性。硅在鋼中本來就有一定的殘存,這是由于煉鐵煉鋼時作為原料帶入的。


在沸騰鋼中,硅限制在<0.07%,有意加入時,則在煉鋼時加入硅鐵合金。


(P)

磷在鋼中固溶強化和冷作硬化作用強。作為合金元素加入低合金結構鋼中,能提高其強度和鋼的耐大氣腐蝕性能,但降低其冷沖壓性能。


磷與硫和錳聯合使用,能增加鋼的被切削性能,增加加工件的表面質量,用于易切削鋼,所以易切削鋼含磷也比較高。磷用于鐵素體,雖然能提高鋼的強度和硬度,最大的害處是,偏析嚴重,增加回火脆性,顯著增加鋼的塑性和韌性,致使鋼在冷加工時容易脆裂也即所謂冷脆現象。磷對焊接性也有不利影響。


磷是有害元素,應嚴加控制,一般含量不大于0.03%0.04%



南京麒麟科學儀器集團有限公司

檢測中心

2020.03.26


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