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?碳硅錳磷硫對鋼性能的影響

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?碳硅錳磷硫對鋼性能的影響

發布日期:2017-09-26 作者:貴州鑄造 點擊:

碳硅錳磷硫對鋼性能的影響

貴州鑄造

鋼其實就是鐵和其他元素的合金,金陽石公司參考了一些權威資料,盡量簡單闡述一下鋼中主要元素碳、硅、錳、磷、硫的影響。

        貴州鑄造鋼中元素含量的控制,視鋼的性能要求而定,不能簡單定義為“有害”或是“無害”,而看是否根據需要控制在規定的范圍內。

        盡管現代煉鋼技術發展至今已經達到很高水平,但在煉制過程中仍會殘余一些固態和氣態元素(如硫、磷、氧、氮和氫等),它們會對鋼的質量和性能產生明顯影響。

        除了一些特殊牌號的鋼(如含磷高強鋼),煉制過程中的殘余元素含量總是希望越低越好。

        另外有些元素(如碳、硅和錳)是常用合金元素,煉鋼過程中可調整控制在需要的范圍內,以得到所需的性能。

        還有一些合金元素(如鉻、鎳、鈦、銅等)是由煉鋼時用的廢料帶進來的殘留物,或者是為煉制特種合金鋼特意加入的。

        碳是最為經濟的強化元素(間隙式溶解或碳化物析出等),它能夠提高硬度卻不會因此增加多少脆性。

        但碳含量過高會使鋼的耐沖擊性下降,也會在焊接(如電弧焊)熱影響區產生脆性。

        硅有助于提高鋼在大氣中的耐腐蝕性,尤其是酸性腐蝕環境。

        一般來說,隨著硅含量的增加,會降低塑性,而硬度、屈服點和抗拉強度得到提高。

        此外,硅能阻止煉鋼過程中氣泡和氣孔的形成,故能提高鋼錠和其他一些鑄件的致密性。高含硅量可提高鋼的磁導率和增加其電阻(硅鋼的由來)。

        鋼的重要強化元素之一,常代替碳用于提高鋼的焊接性。同時錳對硫有制約能力,因此它不但能提高鋼的強度,還能改善缺口韌性和熱加工中的熱脆性。

        較高的含錳量可能會增加出現淬火裂紋的幾率。

        與銅配合使用,磷可改善鋼在空氣中的耐腐蝕性,也有助于提高鋼的易切削性。

        高含磷量通常易引發“冷脆性”或冷態條件下的脆性斷裂,在高碳鋼鑄造時易增加初始偏析的概率。

        因此,雖然磷在一定程度上能夠提高鋼的強度,但鑒于其他方面的負面影響通常不這么應用。

        硫和磷一樣,對鋼的切削性是有益的。

        但硫有“熱脆性”,還會降低焊接性能。(這種影響會隨著含錳量的增加而減小。)

        硫在鋼中大多作為長條形硫化物的夾雜物而存在,因此也會降低鋼的各向同性。

        氮具有相當大的強化作用,并使鋼變脆,適量用于薄鋼板可增加強度并保持較好的成形性,氮氣還是一種晶粒細化劑。

        氮會促使鋼的淬火時效和應變時效,從而提高其硬度、屈服強度和抗拉強度,降低塑性,并提高其缺口沖擊的轉變溫度。

        高含氮量會導致動態應變時效或“藍脆”的發生。強氮化物形成元素,如鋁常用于防止應變時效。

        注:

        其他一些元素,諸如鎳、銅、鉬、鉻和錫等可能會隨廢料加入,而在脫氧的過程中,也會造成鋁、釩、鈦、鋯等元素的存在。

        有時為了得到特殊的物理化學性質,如沉淀強化、固溶強化、提高可焊接性、耐腐蝕性、切削性等,還要特意以不同的量加入這些元素。

        例如,加入12%(質量分數)Cr可使其成為不銹鋼(耐腐蝕性),而鎳可用于穩定室溫下的奧氏體組織,并提高300系列不銹鋼的冷加工性。




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