化学元素对钢性能的影响(碳硅锰磷硫氮)-标准牌号-上海振帝实业有限公司
当前位置:首页>>钢材知识>>标准牌号

化学元素对钢性能的影响(碳硅锰磷硫氮)

浏览次数:11 标签:    

钢其实就是铁和其他元素的合金,我们参考了一些权威资料,尽量简单阐述一下钢中主要元素碳、硅、锰、磷、硫的影响。


钢中元素含量的控制,视钢的性能要求而定,不能简单定义为“有害”或是“无害”,而看是否根据需要控制在规定的范围内。


尽管现代炼钢技术发展至今已经达到很高水平,但在炼制过程中仍会残余一些固态和气态元素(如硫、磷、氧、氮和氢等),它们会对钢的质量和性能产生明显影响。


除了一些特殊牌号的钢(如含磷高强钢),炼制过程中的残余元素含量总是希望越低越好。


另外有些元素(如碳、硅和锰)是常用合金元素,炼钢过程中可调整控制在需要的范围内,以得到所需的性能。


还有一些合金元素(如铬、镍、钛、铜等)是由炼钢时用的废料带进来的残留物,或者是为炼制特种合金钢特意加入的。


碳是最为经济的强化元素(间隙式溶解或碳化物析出等),它能够提高硬度却不会因此增加多少脆性。


但碳含量过高会使钢的耐冲击性下降,也会在焊接(如电弧焊)热影响区产生脆性。


硅有助于提高钢在大气中的耐腐蚀性,尤其是酸性腐蚀环境。


一般来说,随着硅含量的增加,会降低塑性,而硬度、屈服点和抗拉强度得到提高。


此外,硅能阻止炼钢过程中气泡和气孔的形成,故能提高钢锭和其他一些铸件的致密性。高含硅量可提高钢的磁导率和增加其电阻(硅钢的由来)。


钢的重要强化元素之一,常代替碳用于提高钢的焊接性。同时锰对硫有制约能力,因此它不但能提高钢的强度,还能改善缺口韧性和热加工中的热脆性。


较高的含锰量可能会增加出现淬火裂纹的几率。


与铜配合使用,磷可改善钢在空气中的耐腐蚀性,也有助于提高钢的易切削性。


高含磷量通常易引发“冷脆性”或冷态条件下的脆性断裂,在高碳钢铸造时易增加初始偏析的概率。


因此,虽然磷在一定程度上能够提高钢的强度,但鉴于其他方面的负面影响通常不这么应用。


硫和磷一样,对钢的切削性是有益的。


但硫有“热脆性”,还会降低焊接性能。(这种影响会随着含锰量的增加而减小。)

硫在钢中大多作为长条形硫化物的夹杂物而存在,因此也会降低钢的各向同性。


氮具有相当大的强化作用,并使钢变脆,适量用于薄钢板可增加强度并保持较好的成形性,氮气还是一种晶粒细化剂。


氮会促使钢的淬火时效和应变时效,从而提高其硬度、屈服强度和抗拉强度,降低塑性,并提高其缺口冲击的转变温度。

高含氮量会导致动态应变时效或“蓝脆”的发生。强氮化物形成元素,如铝常用于防止应变时效。


注:

其他一些元素,诸如镍、铜、钼、铬和锡等可能会随废料加入,而在脱氧的过程中,也会造成铝、钒、钛、锆等元素的存在。


有时为了得到特殊的物理化学性质,如沉淀强化、固溶强化、提高可焊接性、耐腐蚀性、切削性等,还要特意以不同的量加入这些元素。


例如,加入12%(质量分数)Cr可使其成为不锈钢(耐腐蚀性),而镍可用于稳定室温下的奥氏体组织,并提高300系列不锈钢的冷加工性。


相关知识

关于镀锌起白锈(俗称返碱)

...

浏览次数:932

【漫话钢铁圈】这年头,有货才能装逼~

2016年热卷价格走势漫画版权归属“喃东尼”,已授权。...

浏览次数:982

【热点回顾】高手总是一阵见血~

前段时间高锰毒电水壶的帖子挺火的于是办公室里发生了这么一段对话真正的高手总是一针见血2001年12月···...

浏览次数:966

蘸着“美队3”这盘酱料,聊聊质量异议中的PK~

导读:近期的大片非【美国队长3】莫属了,柴哥看完后第一感觉就是:这不就是超级英雄版的质量异议处理PK···...

浏览次数:953

友谊的小船说翻就翻(钢铁侠版)

如果你的朋友圈有"钢铁侠"友谊的小船可能这么翻掉了...

浏览次数:964