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1、请问钢材中的C、S、Si、Mn、P元素对钢材都有什么影响,他们的作用分别是什么?满意答案追逐阳光里的流星 7级 2009-01-14 钢材的质量及性能是根据需要而确定的,不同的需要,要有不同的元素含量 (1)碳;含碳量越高,刚的硬度就越高,但是它的可塑性和韧性就越差 (2)硫;是钢中的有害杂物,含硫较高的钢在高温进行压力加工时,容易脆裂,通常叫作热脆性 (3)磷;能使钢的可塑性及韧性明显下降,特别的在低温下更为严重,这种现象叫作冷脆性在优质钢中,硫和磷要严格控制但从另方面看,在低碳钢中含有较高的硫和磷,能使其切削易断,对改善钢的可切削性是有利的 (4)锰;能提高钢的强度,能消弱和消除硫的不良影
2、响,并能提高钢的淬透性,含锰量很高的高合金钢(高锰钢)具有良好的耐磨性和其它的物理性能 (5)硅;它可以提高钢的硬度,但是可塑性和韧性下降,电工用的钢中含有一定量的硅,能改善软磁性能 (6)钨;能提高钢的红硬性和热强性,并能提高钢的耐磨性 (7)铬;能提高钢的淬透性和耐磨性,能改善钢的抗腐蚀能力和抗氧化作用 (8)钒;能细化钢的晶粒组织,提高钢的强度,韧性和耐磨性当它在高温熔入奥氏体时,可增加钢的淬透性;反之,当它在碳化物形态存在时,就会降低它的淬透性 (9)钼;可明显的提高钢的淬透性和热强性,防止回火脆性,提高剩磁和娇顽力 (10)钛;能细化钢的晶粒组织,从而提高钢的强度和韧性在不锈钢中,钛
3、能消除或减轻钢的晶间腐蚀现象 (11)镍;能提高钢的强度和韧性,提高淬透性含量高时,可显著改变钢和合金的一些物理性能,提高钢的抗腐蚀能力 (12)硼;当钢中含有微量的( 0.001 0.005 )硼时,钢的淬透性可以成倍的提高 (13)铝;能细化钢的晶粒组织,阻抑低碳钢的时效提高钢在低温下的韧性,还能提高钢的抗氧化性,提高钢的耐磨性和疲劳强度等(14)铜;它的突出作用是改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能,特别是和磷配合使用时更为明显。提问者采纳1、铬(Cr) 铬能增加钢的淬透性并有二次硬化作用。可提高高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆;含量超过12%时。使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀的
4、作用。还增加钢的热强性,铬为不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。 铬能提高碳素钢轧制状态的强度和硬度。降低伸长率和断面收缩率。当铬含量超过15%时,强度和硬度将下 降,伸长率和断面收缩率则相应地有所提高。含铬钢的零件经研磨容易获得较高的表面加工质量。 铬在调质结构钢中的主要作用是提高淬透性。使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能,在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物,从而提高材料表面的耐磨性。含铬的弹簧钢在热处理时不易脱碳。铬能提高工具钢的耐磨性、硬度和红硬性。有良好的回火稳定性。在电热合金中,铬能提高合金的抗氧化性、电阻和强度。(1) 对钢的显做组织及热处理的作用A、铬与铁形成连续固溶体,缩小奥氏
5、体相区城。铬与碳形成多种碳化物,与碳的亲和力大于铁和锰而低于钨、钼等铬与铁可形成金属间化合物相(FeCr)B、铬使珠光体中碳的浓度及奥氏体中碳的极限溶解度减少C、减缓奥氏体的分解速度,显著提高钢的淬透性但亦增加钢的回火脆性倾向(2)对钢的力学性能的作用 A、提高钢的强度和硬度时加入其他合金元素时,效果较显著 B、显著提高钢的脆性转变温度 C、在含铬量高的Fe-Cr合金中,若有相析出,冲击韧性急剧下降(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、提高钢的耐磨性,经研磨,易获得较高的表面光洁度 B、降低钢的电导率,降低电阻温度系数 C、提高钢的矫顽力和剩余磁感广泛用于制造永磁钢 D、铬促使钢的表面形
6、成钝化膜,当有一定含量的铭时,显著提高钢的耐腐蚀性能(特别是硝酸)。若有铬的碳化物析出时,使钢的耐腐蚀性能下降 E、提高钢的抗氧化性能 F、铬钢中易形成树枝状偏析,降低钢的塑性 G、由于铬使钢的热导率下降,热加工时要缓慢升温,锻、轧后要缓冷(4)在钢中的应用 A、合金结构钢中主要利用铬提高淬透性,并可在渗碳表面形成含铬碳化物以提高耐磨性 B、弹簧钢中利用铬和共他合金元素一起提供的综合性能 C、轴承钢中主要利用铬的特殊碳化物对耐磨性的贡献及研磨后表面光沽度高的优点 D、工具钢和高速钢中主要利用铬提高耐磨性的作用,并具有一定的回火稳定性和韧性 E、不锈钢、耐热钢中铬常与锰、氮、镍等联合便用,当需形
7、成奥氏体钢时,稳定铁素体的铬与稳定奥氏体的锰、镍之间须有一定比例,如Cr18Ni9等 F、我国铬资源较少应尽量节省铬的使用2、钼(Mo) 钼在钢中能提高淬透性和热强性。防止回火脆性,增加剩磁和矫顽力以及在某些介质中的抗蚀性。 在调质钢中,钼能使较大断面的零件淬深、淬透,提高钢的抗回火性或回火稳定性,使零件可以在较高温度下回火,从而更有效地消除(或降低)残余应力,提高塑性。 在渗碳钢中钼除具有上述作用外,还能在渗碳层中降低碳化物在晶界上形成连续网状的倾向,减少渗碳层中残留奥氏体,相对地增加了表面层的耐磨性。 在锻模钢中,钼还能保持钢有比较稳定的硬度,增加对变形、开裂和磨损等的抗力。 在不锈耐酸钢
8、中,钼能进一步提高对有抗酸(如蚁酸、醋酸、草酸等)以及过氧化氢、硫酸,亚硫酸、硫酸盐、酸性染料、漂白粉液等的抗蚀性。特别是由于钼的加入,防止了氯离子存在所产生的点腐蚀倾向。 含1%左右钼的W12Cr4V4Mo高速钢具有高的耐磨性、回火硬度和红硬性等。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用A、钼在钢中可固溶于铁素体、奥氏体和碳化物中,它是缩小奥氏体相区的元素B、当钢含量较低时,与铁、碳形成复合的渗碳体;含量较高时可形成钢的特殊碳化物C、钼提高钢的淬透性,其作用较铬强而稍逊于锰D、钼提高钢的回火稳定性,作为单一合金元素存在时,增加钢的回火脆性;与铬、锰等并存时,钼又降低或抑止因其他元素所导致的回火脆
9、性(2)对钢的力学性能的作用 A、钼对铁素体有固溶强化作用同时也提高碳化物的稳定性从而提高钢的强度 B、钼对改善钢的延展性和韧性以及耐磨性起到有利作用 C、由于钼使形变强化后的软化和恢复温度以及再结晶温度提高,并强烈提高铁素体的蠕变抗力,有效抑制渗碳体在450-600下的聚集促进特殊碳化物的析出,因而成为提高钢的热强性的最有效的合金元素(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、在含碳1.5的磁钢中,2-3的钢提高剩余磁感和矫顽力 B、在还原性酸及强氧化性盐溶液中都能使钢表面钝化因此钼可以普遍提高钢的抗蚀性能,防止钢在氯化物溶液中的点蚀 C、钼含量较高(3%)时使钢的抗氧化性恶化 D、含钼不超
10、过8的钢仍可以锻、轧,但含量较高时,钢对热加工的变形抗力增高(4)在钢中的应用 A、在调质和渗碳结构钢、弹簧钢、轴承钢、工具钢、不锈耐酸钢、耐热钢、磁钢中都得到了广泛应用 B、铬钼钢在许多情况下可代替铬镍钢来制造重要的部件 C、我国富产钼,但在世界范围内的储量并不丰富。含钼钢在我国应适当发展,但钼是重要战略物资,应注意合理和节约使用3、硅(Si) 硅能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度,其作用仅次于磷,较锰、镍、铬、钨、钼和钒等元素强。但含硅超过3%时,将显著降低钢的塑性和韧性。硅能提高钢的弹性极限、屈服强度和屈服比(s/b),以及疲劳强度和疲劳比(-1/b)等,这是硅或硅锰钢可作为弹簧钢
11、种的缘故。 硅能降低钢的密度、热导率和电导率。能促使铁素体晶粒粗化。降低矫顽力。有减小晶体的各向异性倾向,使磁化容易,磁阻减小,可用来生产电工用钢,所以硅钢片的磁滞损耗较低,硅能提高铁素体的磁导率,使硅钢片在较弱磁场下有较高的磁感强度。但在强磁场下,硅降低钢的磁感强度。硅因有强的脱氧力,从而减小了铁的磁时效作用。 含硅的钢在氧化气氛中加热时,表面将形成一层SiO2薄膜,从而提高钢在高温时的抗氧化性。 硅能促使铸钢中的柱状晶成长,降低塑性。硅钢若加热或冷却较快,由于热导率低,钢的内部和外部温差较大,因而易裂。 硅能降低钢的焊接性能。因为与氧的亲合力硅比铁强,在焊接时容易生成低熔点的硅酸盐,增加熔
12、渣和熔化金属的流动性,引起喷溅现象,影响焊缝质量。硅是良好的脱氧剂。用铝脱氧时酌加一定量的硅,能显著提高铝的脱氧能力。硅在钢中本来就有一定的残存,这是由于炼铁炼钢作为原料带入的。在沸腾钢中,硅限制在0.07% ,有意加入时,则在炼钢时加入硅铁合金。(1)对钢的显做组织及热处理的作用A、作为钢中的合金元素,其含量一般不低于0.4 。以固溶体形态存在于铁素体或奥氏体中,缩小奥氏体相区B、提高退火、正火和淬火温度,在亚共析钢中提高淬透性C、硅不形成碳化物,有强烈的促进碳的石墨化的作用,在硅含量较高的中碳和高碳钢中,如不含有强碳化物形成元素,易在一定温度条件下发生石墨化D、在渗碳钢中,硅减小渗碳层厚度
13、和碳的浓度E、硅对钢水有良好脱氧作用(2)对钢的力学性能的作用A、提高铁素体和奥氏体的硬度和强度,其作用较Mn 、Ni 、Cr . W 、Mo、V 等更强;显著提高钢的弹性极限、屈服强度和屈强比(s/b)并提高应劳强度和疲劳比(-1/b) B、硅含量超过3 时显著降低钢的塑性和韧性;硅提高塑脆转变温度 C、硅易使钢中形成带状组织,使横向性能低于纵向性能 D、改善钢的耐磨性能(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、降低钢的密度、热导率、电导率和电阻温度系数 B、硅钢片的涡流损耗量显著低于纯铁,矫顽力、磁阻和磁滞损耗较低磁导率和磁感强度较高。但在强磁场中,硅降低磁感强度 C、提高高温时钢的抗氧
14、化性能,但硅含量高时,表面脱碳加剧 D、硅含量超过2.5 的钢,其变形加工较为困难 E、硅降低钢的可焊性(4)在钢中的应用A、在普通低合金钢中提高强度,改善局部腐蚀抗力,在调质钢中提高淬透性和抗回火性,是多元合金结构钢中的主要合金组元之一B、硅含量为0.5 %-2.8 的SiMn 或SiMnB 钢(碳含量0.5 -0.7 %)广泛用于高载荷弹黄材料,同时加人W 、V 、Mo、Nb 、Cr等强碳化物形成元素C、硅钢片为含硅1.O -4.5 的低碳和超低碳钢,用于电机和变压器D、在不锈钢和耐蚀钢中,与Mo 、W 、Cr 、Al、Ti、N 等配合,提高抗蚀和抗高温氧化能力E、硅含量较高的石墨钢用于冷
15、作模具材料4、锰(Mn) 锰是良好的脱氧剂和脱硫剂 。钢中一般都含有一定量的锰,它能消除或减弱由于硫所引起的钢的热脆性,从而改善钢的热加工性能。 锰和铁形成固溶体,提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度;同时又是碳化物形成元素,进入渗碳体中取代一部分铁原子。锰在钢中由于降低临界转变温度。起到细化珠光体的作用。也间接地起到提高珠光体钢强度的作用;锰稳定奥氏体组织的能力仅次于镍,也强烈增加钢的淬透性。已用含量不超过2%的锰与其他元素配合制成多种合金钢。 锰具有资源丰富、效能多样的特点,获得了广泛的应用,如含锰较高的碳素结构钢、弹簧钢。 在高碳高锰耐磨钢中。锰含量可达10%一14% ,经固溶处理后有良好
16、的韧性,当受到冲击而变形时,表面层将因变形而强化,具有高的耐磨性。 锰与硫形成熔点较高的MnS 。可防止因FeS而导致的热脆现象。锰有增加钢晶粒粗化的倾向和回火脆性敏感性。若冶炼浇铸和锻轧后冷却不当,容易使钢产生白点。(1)对钢的显做组织及热处理的作用A、锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,工业用钢中一般均含有一定量的锰B、锰固溶于铁素体和奥氏体中扩大奥氏体区,使临界温度A4点升高,A3点降低,(+)区下移当锰含量超过12时,上临界点降至室温以下,使钢在室温时形成单一奥氏体组织。在降低共析温度同时,使共析体中的碳含量减少C、锰强烈降低钢的Ar1和马氏体转变温度(其作用仅次于碳)和钢中相变的速度,提高钢的
17、淬透性,增加残余奥氏体含量D、使钢的调质组织均匀、细化,避免了渗碳层中碳化物的聚集成块,但增大了钢的过热敏感性和回火脆性倾向E、锰是弱碳化物形成元素(2)对钢的力学性能的作用 A、锰强化铁素体或奥氏体的作用不及碳,磷、硅,在增加强度的同时,对延展性无影响 B、由于细化了珠光体,显著提高低碳和中碳珠光体钢的强度,使延展性有所降低 C、通过提高淬透性而提高了调质处理索氏体钢的力学性能 D、在严格控制热处理工艺、避免过热时的晶粒长大以及回火脆性的前提下,锰不会降低钢的韧性(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、随锰含量的增加,钢的热导率急剧下降,线胀系数上升,使快速加热或冷却时形成较大内应力,工
18、件开裂倾向增大 B、使钢的电导率急剧降低,电阻率相应增大,电阻温度系数下降 C、使矫顽力增大,饱和磁感、剩余磁感和磁导率均下降,因而锰对永磁合金有利,对软磁合金有害 D、锰含量很高时,钢的抗氧化性能下降 E、使钢中的硫形成较高熔点的MnS ,避免了晶界上的FeS 薄膜,消除钢的热脆性,改善热加工性能 F、高锰奥氏体钢的变形阻力较大,且钢锭中柱状结晶明显,锻轧时较易开裂 G、由于提高了淬透性和降低了马氏体转变温度,对焊接性能有不利影响。在适当范围内应降低碳含量(4)在钢中的应用 A、易切削钢中常有适量的锰和磷,MnS夹杂使切屑易于碎断 B、普通低合金钢中利用锰来强化铁素体和珠光体,提高钢的强度,
19、锰含量一般为1-2% C、渗碳和调质合金结构钢的许多系列中含有不超过2的锰 D、弹簧钢、轴承钢和工具钢中利用锰强烈提高淬透性的作用,可采用油淬和空冷的淬火工艺,减少开裂、扭曲和变形 E、耐磨钢、无磁钢、不锈钢、耐热钢,包括高碳高锰耐磨铸钢(C:1.0 -1.4%,Mn:10-14%),中碳高锰无磁钢(C:0.3 -0.6% , Mn:18-19%),低碳高锰不锈钢(有Cr ,无Ni或少Ni),高锰耐热钢(以Mn代Ni 的耐热不起皮钢,或含有Al、Mo、V等)5、硫(S) 提高硫和锰的含量,可改善钢的被切削性能,在易切削钢中硫作为有益元素加入。硫在钢中偏析严重,恶化钢的质量。在高温下,降低钢的塑
20、性,是一种有害元素,它以熔点较低的FeS的形式存在;单独存在的FeS的熔点只有1190 ,而在钢中与铁形成共晶体的共晶温度更低,只有988 ,当钢凝固时,硫化铁析集在原生晶界处。钢在1100-1200进行轧制时,晶界上的FeS就将熔化,大大地削弱了晶粒之间的结合力,导致钢的热脆现象。因此对硫应严加控制,一般控制在0.020%-0.050%。为了防止因硫导致的脆性,应加入足够的锰,使其形成熔点较高的MnS。若钢中含硫量偏高,焊接时由于SO2的产生,将在焊接金属内形成气孔和疏松,(1)对钢的显做组织及热处理的作用A、氮和碳一样可固溶于铁,形成间隙式的固溶体B、氮扩大钢的奥氏体相区,是一种很强的形成
21、和稳定奥氏体的元素,具效力约20 倍于镍,在-定限度内可代替一部分镍用于钢中C、渗入钢表面的氮与铬、铝、钒、钛等元素可化合成极稳定的氮化物,成为表而硬化和强化元素D、氮使高铬和高铬镍钢的组织致密坚实E、钢中残留氮量过高会导致宏观组织疏松或气孔(2)对钢的力学性能的作用 A、氮有固溶强化作用 B、含氮铁素体钢中,在快冷后的回火或在室温长时间停留时,由于析出超显微氮化物,可发生沉淀硬化过程 氮也使低碳钢发生应变时效现象。在强度和硬度提高的同时,钢的韧性下降,缺口敏感性增加,氮导致钢的脆性的特件近似磷,其作用远大于磷、氮也是导致钢产生蓝脆的主要原因 C、提高高铬和高铬镍钢的强度,而塑性并不降低,冲击
22、韧性还有显著提高 D、氮还能提高钢的蠕变和高温持久强度(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、氮对不锈钢的抗蚀性能无显著影响 B、对钢的高温抗氧化性也无显著影响,氮含量过高(如0.16%)可使抗氧化性恶化 C、含氮钢冷作变形硬化率较高,采用冷变形工艺时应予注意 D、氮可降低高铬铁素体钢的晶粒长大倾向,从而改善其焊接性能(4)在钢中的应用 A、氮作为合金元家,在钢的含量一般小于0.3% ,特殊情况下可高达0.6% B、主要应用于渗氮调质结构钢、普通低合金钢、不锈耐酸钢及耐热不起皮钢。氮在钢中作为合金元素的应用还在扩大6、磷(P) 磷在钢中固溶强化和冷作硬化作用强,作为合金元素加入低合金结构钢
23、中,能提高其强度和钢的耐大气腐蚀性能,但降低其冷冲压性能。磷与硫和锰联合使用,能增加钢的被切削性能,增加加工件的表面质量,用于易切钢,所以易切钢含磷也较高。磷溶于铁素体,虽然能提高钢的强度和硬度,最大的害处是偏析严重,增加回火脆性,显著降低钢的塑性和韧性,致使钢在冷加工时容易脆裂,也即所谓”冷脆”现象。磷对焊接性也有不良影响。磷是有害元素,应严加控制,一般含量不大于0.030%-0.040%。7、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,
24、在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。 典型的例子是低碳钢、高碳钢、高碳钢力学性能变化。提问者评价很详细评论(5)|赞同58 zhshfang19|十级采纳率45%擅长:理工学科按默认排序|按时间排序 其他2条回答2010-10-16 00:10bobfantasy|九级1、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。 典型的例子是低碳钢、高碳钢、
25、高碳钢力学性能变化。 2、硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.150.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.01.2%的硅,强度可提高1520%。硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。含硅14%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。硅量增加,会降低钢的焊接性能。 3、锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰0.300.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但
26、有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰1114%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。如Q345(俗称锰钢)结构钢, 就是利用Mn元素的这个作用的。 4、磷(P):在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低些。 典型的例子是,容器、锅炉钢板S含量要求在0.025%,其为了提高钢材冲击功。 5、硫(S):硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在
27、锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%,优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。 对焊接性也会产生不好影响。典型的例子是,R容器、锅炉钢板S含量要求在0.015%,消除热脆性,提高其焊接性能。 6、铬(Cr):在结构钢和工具钢中,铬能显著提高强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,因而是不锈钢,耐热钢的重要合金元素。 7、 钼(Mo):钼能使钢的晶粒细化,提高淬透性和热强性能,在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力,发生变形,称蠕
28、变)。结构钢中加入钼,能提高机械性能。 还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。典型的例子CrMo合金钢一般都是热处理后交货,如螺栓材料40CrMoA评论|赞同5 2010-10-16 10:46qitazi|三级其实光碳在钢中的作用就已经是一门科学了,最后自己去书店买书刊,内容太多。简单来讲C在钢材种普遍规律是c含量越高钢材硬度和脆性都越高,反之越低。Mn,Si,S,P都是影响钢材的脆性和强度的,查钢材手册可以发现不同组合有很多不同的性能。Cr的含量影响钢材的耐腐蚀性、硬度,Cr含量高,耐腐蚀强、硬度高,Mo是影响硬度和韧性。合金元素对焊接性能的影响1、碳(C) :对焊接性
29、及焊缝金属组织性能的影响主要表现在提高强度和硬 度,但随着强度和硬度的提高,焊缝金属的塑性、韧性下降。 2、锰(Mn) :来自生铁与脱氧剂。Mn 有很好的脱氧能力,能清除钢中的 FeO, 还能与 S 形成 MnS,以消除 S 的有害作用。这些反应产物大部分进入炉渣而被去 除,小部分残留于钢中成为非金属夹杂物。因此,Mn 能改善钢的品质,降低钢 的脆性,提高钢的热加工性能。Mn 除了形成 MnO 和 MnS 作为杂质存在于钢中以 外,在室温下 Mn 能溶于铁素体中,对钢有一定的强化作用。 3、硅(Si) :来自生铁与脱氧剂。Si 脱氧能力比 Mn 强,是主要的脱氧剂, 能消除 FeO 夹杂对钢的
30、不良影响。Si 能与 FeO 作用而形成 SiO2,然后进入炉渣 而被排除。Si 除了形成 SiO2,作为杂质存在于钢中以外,在室温下 Si 大部分溶 于铁素体中,因此 Si 对钢有强化作用。 4、铬(Cr) :是不锈中的主加元素,Cr 与氧生成 Cr2O3 保护膜,防止氧化, 但 Cr 与 C 能形成 Cr23C6,是导致不锈钢晶间腐蚀的主要原因。在低合金钢中 Cr 含量小于 1.6%,提高钢的淬透性,不降低钢的冲击韧度。 5、镍(Ni) :在钢中加入镍,可以提高钢的强度和冲击韧度,Ni 与 Cr 配合 加入效果更佳。一般增加低合金钢中的 Ni 含量会提高钢的屈服强度,但钢中 Ni 含量较高
31、时热裂纹(主要是液化裂纹)倾向明显增加。 6、钛(Ti) :与 O 的亲和力很大,以微小颗粒氧化物的形式弥散分布于焊缝 中,可以促进焊缝金属晶粒细化。Ti 与 C 形成的 TiC 粒子对焊缝起弥散强化作 用。Ti 与 B 同时加入对焊缝性能的影响最佳,低合金钢中 Ti 、B 含量的最佳范 围 Ti =0.01%0.02%,B=0.002%0.006%。 7、钼(Mo) :低合金钢焊缝中加入少量的 Mo 不仅提高强度,同时也能改善 韧性。向焊缝中再加入微量 Ti,更能发挥 Mo 的有益作用,使焊缝金属的组织更 加均匀,冲击韧性显著提高。对于 Mo-Ti 系焊缝金属,当 Mo=0.20% 0.35
32、%,Ti=0.03%0.05%时,可得到均匀的细晶粒铁素体组织,焊缝具有良好的 韧性。 8、钒(V) 、铌(Nb) :适量的 V 和 Nb 可以提高焊缝的冲击韧性。V=0.05% 0.1%,Nb=0.03%0.04%可使焊缝金属具有良好的韧性。但采用 V、Nb 来韧化焊 缝,当焊后不在进行正火处理时,V 和 Nb 的氮化物以微细共格沉淀相存在,焊 缝的强度大幅度提高,致使焊缝的韧性下降。 合金元素在钢以及在焊缝中主要以固溶体和化合物两种形态存在。有害元素及含量控制 杂质对焊缝金属的性能的金属焊接性有十分重要的影响, 其中影响较大的有 害元素主要有 S、P、N、H、O 等。 1、硫(S) :是由
33、生铁及燃料带入钢中的杂质。S 在钢中几乎不能溶解,而 与铁形成化合物, 在钢中以 FeS 形式存在, 与 Fe 形成熔点较低的共晶体 FeS (熔 0 0 点为 985 C) 。当钢在 1200 C 左右进行热加工时,分布于晶界的低熔点共晶体将 因熔化而导致开裂,为种现象称为热脆性。 为了消除 S 的有害作用,必须增加钢中的 Mn 含量。Mn 与 S 可优先形成高熔 点的 MnS(熔点为 16200C) ,而且 MnS 呈颗粒分布于晶粒内,比钢材热加工温度 高,从而避免了热脆性的发生。 2、磷(P) :是由生铁带入钢中的。P 比其它元素具有更强的固溶强化能力 室温时 P 在-Fe 中的溶解度大
34、约略小于 0.1%。在一般情况下,钢中的 P 能全 部溶于铁素体中,使钢的强度、硬度提高,塑性、韧性则显著降低,尤其是在 低温时更为严重,为种现象称为冷脆性。 P 在结晶过程中有严重的偏析倾向,从而在局部发生冷脆,并使钢材在热轧 后出现带状组织,而且 P 在-Fe 及-Fe 中的扩散速度很小,很难用热处理方 法消除 P 的偏析。 3、氮(N) :是由炉气进入钢中。N 在奥氏体中的溶解度较大,而在铁素体 中的溶解度很小,且随着温度的下降而减小,在 5900C 时溶解度为 0.1%,室温 时则降至 0.001%以下,当钢材由高温较快冷却时,过剩的 N 由于来不及析出便 过饱和地溶解在铁素体中。随后
35、在 2000C2500C 加热(或者钢材在室温下静置, 随着时间的延长) ,将会发生氮化物 Fe4N 的析出,使钢的强度、硬度上升,而塑 性、韧性大大降低,为种现象称为蓝脆(时效脆性) 。 在钢液中加入 Al、Ti 进行脱 N 处理,使 N 固定在 AlN 及 TiN 中,可以消除 钢的时效倾向。 4、氢(H) :炼钢炉料和浇注系统带有水分或由于空气潮湿,都会使钢中的 H 含量增加。H 是钢中的有害元素,钢中含 H 将使钢材变脆,称为氢脆。H 还会使 钢中出现白点等缺陷,这种现象在合金钢中尤为严重。 焊接时 H 主要来源于焊 接材料中的水分、电弧周围空气中的水蒸气、母材坡口表面的铁锈、油污等。
36、 5、氧(O) :在钢中部分溶入铁素体,另一部分以金属氧化物夹杂形式存在 于钢中。O 以金属氧化物形式存在于非金属夹杂物中时,对钢的性能有不良的影 响。O 含量增加会使钢的强度、塑性降低。氧化物夹杂对钢的力学性能(尤其是 疲劳强度)有严重的影响,钢中的 FeO 与其它夹杂物形成低熔点的复合化合物 聚集在晶界上时,会造成钢的热脆性。 焊缝金属和钢中所含的 O 几乎全部以氧化物(FeO、SiO2、MnO、Al2O3 等)和 硅酸盐夹杂物的形式存在。焊缝含 0 量一般是指总含 O 量,它既包括溶解的 O, 也包括非金属夹杂物中的 O。焊接低碳及低合金钢时,尽管母材和焊丝的含 O 量很低,但是由于金属
37、与气相和熔渣作用的结果,焊缝金属的含 O 量总是增加的。 N、H、O 元素对焊缝金属的主要影响是导致脆化、产生气孔和裂纹,降低焊 缝金属的塑性和韧性。 合金元素在钢中的作用及对焊接性的影响元 素 -Fe 溶解度 -Fe 对焊缝性能的影 响 C 0.2% 时 , Mn 全部固溶 3% Mn=1%-2% 对 焊 接 性能影响不大 Si 约 2%( C0.35% 时可溶 9%) 0.5% 18.5% 2.8%(与含碳量 无关) 700 C 时可溶 1%, 室温可溶 0.2% 约 6%(低温时减 少) 36% 3705% 低温时减 ( 少)0形成碳化物情况 生成倾 向 比 Fe 稍 强、比 Cr 小
38、石墨化 在回火中 作用 一般含量 作用很小 形成固溶 强化改善塑性、脱 硫 主要作用 降低焊接性能 体可保持 硬度 强化抗氧化、脱氧 强化低碳钢、抗大 气腐蚀 抗大气腐蚀、强化 细化晶粒、能固定 碳、氮(TiC、TiN) 强脱氧、抗腐蚀 强脱氧、细化晶粒、 强固定氮、抗氧化 细化晶粒提高耐热 性、抗回火脆性提 高淬硬性 提高奥氏体晶粒长 大温度、淬硬性增 加能固溶氮 提高高温强度、抗 氧化抗腐蚀 提高塑性、韧性、P增加裂纹敏感性 Cu 0.5%-0.6% 时,对焊接性影响 不大 降低淬硬倾向、改 善焊接性 焊接较差,在 HAZ 出现白带组织 恶化焊接性,易产 生裂纹 增加淬硬性,降低 焊接性
39、增加淬硬性,降低 焊接性- -弱的二次 硬化 稍有二次 硬化作用 -有二次硬 化作用 二次硬化 作用最大 稍可防止 软化Cu 8.5%石墨化Ti 0.75% ( C0.25% 时固溶 1%) 1.1% 3%(C0.3%时可 溶 8%) 8.5% (C0.20%时 可溶 4%) 12.8% (C0.5%时 可溶 20%) 最大Al石墨化 很强、 比 Cr 大 很强、 比 Ti 、 Nb 小 比 小 石墨化 Mn 大、比 W Mo V全部固溶Cr全部固溶Ni全部固溶 1140 C0 10%(与含碳量无 关) 910 C 时 可 溶 0.081%,室温时 及微量 -0改善焊接性 无(甚微) 改善低温
40、韧性、耐 热性、抗腐蚀 提高淬透性、强化 可 溶B 0.02%,室温时 无溶解度 恶化焊接性 很强-细化晶粒、脱氧定 氮 细化晶粒、脱硫脱 氢Re-改善焊接性 很强-590 C 时 可 溶 N 全部固溶 0.1%,室温时只 溶 0.001% Nb 2.0% 1.8% 改善焊接性 仅次于 Ti 降低焊接性 -0二次硬化 作用大、 有 蓝脆现象 当 Nb/C 20, 二次硬 化作用大 强化细化晶粒 强化细化晶粒含碳量的多少,含碳量高(一般超过2.11%)则钢叫生铁,硬度高但是脆,易断裂含碳量低(一般来说低于0.25%)则延展性好,弹性搞,纯铁的硬度不是很高 哪种好就看你所需要的类型了,提示钛钢锰钢
41、的的特种钢选择会更好一些 ,除外磷和硫也有很大影响。评论|赞同0 2012-03-07 22:12sunshishan0224|六级从价格的角度出发还是低碳钢好,因为实惠啊,而且角钢要求并不高,没有必要采用高碳钢吧?评论|赞同0 2012-03-08 12:42kang274|三级很多在材料中都有自身成分的界限,不管超出还是少于都不符合它本身性能的应用范围,正想知道它好坏 去找份质保书对对上面的测试值是否是你所要的!是决定钢材性能的最重要元素。当钢中含碳量在0.8%以下时,随着含碳量的增加,钢材的强度和硬度提高,而塑性和韧性降低;但当含碳量在1.0%以上时,随着含碳量的增加,钢材的强度反而下降
42、。 随着含碳量的增加,钢材的焊接性能变差(含碳量大于0.3%的钢材,可焊性显著下降),冷脆性和时效敏感性增大,耐大气锈蚀性下降。 一般工程所用碳素钢均为低碳钢,即含碳量小于0.25%;工程所用低合金钢,其含碳量小于0.52%。不同碳含量的钢有不同的用处,随碳含量增加,钢的硬度,强度提高,塑性下降屈强比大小取决于设计思想,看用在什么地方,要求的可靠性、安全性要求有多高。例如吊具,行车的钩子等等,一般都选用低碳或中碳偏下的合金结构钢,屈服强度/抗拉强度之比一般0.550.65,不大可能选高,因为在材料屈服后到彻底断下、破坏、失效的塑性变形量大,人们容易发现,比较安全,即储备量好,而石油钻具和其它一
43、些使用高强钢(如汽车钢板)的材料则要求屈强钢高达0.9.屈服只是弹性变形的结束,局部变形的开始!冲击功是韧性的表现,拉伸是塑性的表现,硬度是抵抗局部变形的表现!各种调质使用的结构钢调质时可较大幅度提高屈强比,尤其是多次重复调质。我们做的1000T厚壁加氢反应器筒体的T/2处强度稍逊,就进行了第二次调质,结果把屈强比拎高许多,屈服竟然接近原先的抗拉,不过冲击倒没影响(有些钢种屈强比一高会影响低温冲击)。回火温度和保温时间也有一些影响,不太大,各种材料没有恒定的数值关系,在实际生产中,某些CrMo钢回火参数Pt值的提高在某一区间会拉高屈强比,但Pt值过大会降低屈强比。当然不能在产生回火脆的温度时间区间进行回火。屈强比越小其塑韧性储备越大”说法不对,塑韧性储备与屈强比不成反比,屈强比越小,反而容易消耗材料的塑韧性储备。但是,屈强比大,容易发生脆性断裂屈服强度是指材料发生屈服时对应的强度,屈服时材料从弹性变形向塑性变形转折,而抗拉强度是能使材料发生断裂破坏的最大强度。工件失效来自于弹性失效时关心屈服强度,来自于断裂失效时则关心抗拉强度。屈强比小,说明屈服强度小或抗拉强度大,那么在材料发生屈服后,到材料发生破坏,有较长的一段延时性,人们可以及早发现故障而作出停机准备,故其可靠性高。反之,屈强比大,材料在屈服前工作时间长,则材料利用率高。
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