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          化學元素對鋼板性能的影響
          來源: | 作者:zhanzhi | 發布時間: 2020-10-15 | 4973 次瀏覽 | 分享到:

          含碳量低于2.11%的鐵碳合金稱為鋼,鋼材中除鐵(Fe)和碳(C)等化學成分,還含有少量的硅(Si)、錳(Mn)、磷(P)、硫(S)、氧(O)、氮(N)、鈮(Nb)、鈦(Ti)、釩(V)等元素,這些元素雖然含量少,但對鋼材的性能有很大的影響。常見化學元素對鋼材性能影響如下:



           轉爐出鋼


          1.     碳(C): 鋼中碳含量增加,屈服強度和抗拉強度升高,但塑性和沖擊性降低;但含碳量超過0.23%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%。含碳量增加還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力,在露天環境高碳鋼極易腐蝕,此外,碳能增加鋼的冷脆性和時效敏感性。

          2.     硅(Si): 硅是煉鋼過程中的強脫氧劑,鎮靜鋼中硅的含量一般為0.12%-0.37%。如果鋼中含硅量超過0.50%,硅就稱為合金元素。硅能顯著提高鋼的彈性極限,屈服強度和抗拉強度,廣泛用于做彈簧鋼。在調質結構鋼中加入1.0-1.2%的硅,強度可提高15-20%。硅和鉬、鎢、鉻等結合,有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用,可制造耐熱鋼。含硅1.0-4.0%的低碳鋼,具有極高的導磁率,用于電器工業做電工鋼。硅含量增加,會降低鋼的焊接性能。

          3.     錳(Mn): 錳是良好的脫氧劑和脫硫劑,一般鋼中含錳0.30-0.50%。在碳鋼中加入0.70%以上的錳時稱為“錳鋼”,較一般含量的鋼不但有足夠的韌性,且具有較高的強度和硬度,提高鋼的淬性,改善鋼的熱加工性能。含錳11-14%的鋼具有極高的耐磨性,常用于挖土機鏟斗,球磨機襯板等。錳含量增高,減弱鋼的抗腐蝕能力,降低焊接性能。

          4.     磷(P): 一般情況下,磷是鋼中的有害元素,提高鋼的強度,但使鋼的塑性、韌性降低,增加鋼的冷脆性,使焊接性能變差,使冷彎性能變壞。因此通常要求鋼中含磷量小于0.045%,優質鋼要求更低些。

          5.     硫(S):硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產生熱脆性,降低鋼的延展性和韌性,在鍛造和軋制時造成裂紋。硫對焊接性能也不利,降低耐腐蝕性。所以通常要求硫含量小于0.055%,優質鋼要求小于0.040%。在鋼中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常稱易切削鋼。

          6.     鋁(Al):鋁是鋼中常用的脫氧劑,鋼中加入少量的鋁,可細化晶粒,提高沖擊韌性;鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性,鋁與鉻、硅合用,可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕能力。鋁的缺點是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。

          7.     氧(O)和氮(N):氧和氮是有害元素,在金屬熔化的狀態下可從爐氣中進入。氧能使鋼熱脆,其作用比硫更劇烈;氮能使鋼冷脆與磷作用相似,氮的時效作用,使鋼的硬度、強度升高,范性和韌性降低,尤其在形變時效情況下,范性和韌性顯著降低。

          8.     鈮(Nb)、釩(V)、鈦(Ti):鈮、釩、鈦均是細化晶粒元素,適量加入這些元素,可改善鋼材組織,細化晶粒,顯著提高鋼材強度和韌性。



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