
眾所周知,化學元素對鋼材的性能起到決定性的因素,接下來蘭州鋼材廠家將為大家介紹的(de)就是各種化學元素對鋼材性能的(de)影響,希望給大家帶(dai)來幫助(zhu)。
1.碳(C)
碳(tan)(tan)是(shi)僅次于鐵(tie)的(de)主(zhu)要元素,直(zhi)接(jie)影響鋼(gang)材(cai)的(de)強(qiang)度(du)、塑性(xing)(xing)(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)焊接(jie)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。當鋼(gang)材(cai)中碳(tan)(tan)含(han)(han)量(liang)低(di)于0.8%時,隨著(zhu)碳(tan)(tan)含(han)(han)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia),鋼(gang)材(cai)的(de)強(qiang)度(du)和(he)硬(ying)度(du)增(zeng)加(jia),塑性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)韌性(xing)(xing)(xing)(xing)降(jiang)低(di);然而,當碳(tan)(tan)含(han)(han)量(liang)超(chao)過1.0%時,鋼(gang)材(cai)的(de)強(qiang)度(du)隨著(zhu)碳(tan)(tan)含(han)(han)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)而降(jiang)低(di)。隨著(zhu)碳(tan)(tan)含(han)(han)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia),鋼(gang)材(cai)的(de)焊接(jie)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)變差碳(tan)(tan)含(han)(han)量(liang)大于0.3%的(de)鋼(gang)材(cai)可(ke)焊性(xing)(xing)(xing)(xing)顯(xian)著(zhu)降(jiang)低(di),冷脆性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)及時性(xing)(xing)(xing)(xing)敏感性(xing)(xing)(xing)(xing)增(zeng)加(jia),耐大氣腐(fu)蝕性(xing)(xing)(xing)(xing)降(jiang)低(di)。
2.硅(Si)
硅(gui)是(shi)(shi)一種脫氧劑(ji),其脫氧效果(guo)強(qiang)于錳,是(shi)(shi) 蘭州鋼(gang)材(cai)中的有(you)益(yi)元素。當(dang)硅(gui)含(han)量(liang)較(jiao)低(di)時,可以提高鋼(gang)材(cai)的強(qiang)度,對塑性和韌性沒(mei)有(you)明顯影(ying)響。但當(dang)硅(gui)含(han)量(liang)超(chao)過0.8%~1.0%時,塑性會(hui)下降(jiang),尤(you)其是(shi)(shi)沖擊韌性。硅(gui)含(han)量(liang)為(wei)1%~4%的低(di)碳鋼(gang)導磁性高,常用于電氣(qi)工業(ye)和硅(gui)鋼(gang)板。但隨著硅(gui)含(han)量(liang)的增加(jia),鋼(gang)材(cai)的焊接性能會(hui)降(jiang)低(di)。
3.錳(Mn)
錳(meng)作為(wei)脫氧(yang)除硫元(yuan)素加(jia)入鋼(gang)中,是鋼(gang)材(cai)中的(de)(de)有益元(yuan)素。錳(meng)具有很(hen)強的(de)(de)脫氧(yang)除硫能(neng)(neng)力,能(neng)(neng)與硫結合形成MNS,從而在(zai)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上消除硫的(de)(de)有害影響,顯著(zhu)提(ti)高鋼(gang)材(cai)的(de)(de)熱(re)加(jia)工性能(neng)(neng)。同時,錳(meng)對(dui)碳(tan)鋼(gang)的(de)(de)機械性能(neng)(neng)有很(hen)好的(de)(de)影響,可以提(ti)高鋼(gang)材(cai)的(de)(de)硬度(du)、強度(du)和耐磨性。錳(meng)含量小于0.8%,在(zai)保持原有塑性和沖擊韌性的(de)(de)條件下,可以大(da)大(da)提(ti)高碳(tan)鋼(gang)的(de)(de)屈服極限和強度(du)極限。
錳對鋼材(cai)的(de)(de)(de)焊接(jie)性(xing)(xing)能也有影響(xiang),當錳含量(liang)很低時(shi),錳主要起(qi)到消(xiao)除熱(re)脆性(xing)(xing)的(de)(de)(de)作用。此(ci)時(shi),錳對焊接(jie)性(xing)(xing)能的(de)(de)(de)影響(xiang),特(te)別是當硫(liu)含量(liang)略高(gao)時(shi),是有益的(de)(de)(de);但當錳含量(liang)遠遠超過消(xiao)除熱(re)脆性(xing)(xing)的(de)(de)(de)含量(liang)時(shi),多(duo)余的(de)(de)(de)錳會(hui)顯(xian)著(zhu)增加奧氏體的(de)(de)(de)過冷(leng)(leng)能力。此(ci)時(shi),錳主要起(qi)到增加冷(leng)(leng)裂紋形成的(de)(de)(de)作用,使鋼材(cai)的(de)(de)(de)焊接(jie)性(xing)(xing)能變(bian)差(cha)。
4.磷(P)
磷(lin)是鋼(gang)(gang)材中(zhong)難以去除的(de)(de)有害(hai)雜質,會增加(jia)鋼(gang)(gang)材的(de)(de)冷脆(cui)性(xing),損害(hai)鋼(gang)(gang)的(de)(de)焊接性(xing)能。冷脆(cui)的(de)(de)原因是磷(lin)會形成硬脆(cui)化合(he)物(wu)Fe2P。此外,磷(lin)可(ke)以提(ti)高(gao)切割性(xing)能和耐(nai)腐蝕性(xing),因此磷(lin)含(han)量可(ke)以適當增加(jia)在易切割或耐(nai)候鋼(gang)(gang)中(zhong)。
5.硫(S)
硫主要來自煉(lian)鋼(gang)原料(liao),煉(lian)鋼(gang)時難以(yi)去除。硫在鋼(gang)材(cai)(cai)中(zhong)以(yi)硫化物混合的(de)形式存在,對鋼(gang)材(cai)(cai)的(de)塑性(xing)、韌性(xing)、焊接性(xing)能、厚度方(fang)向性(xing)能、疲勞性(xing)能和(he)耐腐蝕性(xing)都(dou)有不利影(ying)響。其中(zhong)危害(hai)是與鐵生(sheng)成FeS,形成Fe-FeS二元低(di)熔點(dian)共晶體,使鋼(gang)材(cai)(cai)在800~1200℃時變脆,容(rong)易開(kai)裂,即產(chan)生(sheng)熱脆性(xing)。
6.氧(O)
氧(yang)是一種(zhong)有(you)害雜質元(yuan)素。鋼(gang)材(cai)中幾(ji)乎(hu)所有(you)的(de)(de)氧(yang)都以氧(yang)化物(wu)(wu)的(de)(de)形式存(cun)在,鋼(gang)材(cai)中各(ge)種(zhong)氧(yang)化物(wu)(wu)的(de)(de)總(zong)量(liang)隨著(zhu)含氧(yang)量(liang)的(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)而增(zeng)加(jia)(jia)。這些氧(yang)化物(wu)(wu)雜質對鋼(gang)材(cai)的(de)(de)力學(xue)性(xing)(xing)能有(you)不(bu)利(li)影響。隨著(zhu)鋼(gang)材(cai)中含氧(yang)量(liang)的(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia),鋼(gang)的(de)(de)塑性(xing)(xing)和(he)沖擊韌性(xing)(xing)降(jiang)(jiang)低(di),氧(yang)化物(wu)(wu)的(de)(de)混合降(jiang)(jiang)低(di)了鋼(gang)材(cai)的(de)(de)耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)和(he)耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing),降(jiang)(jiang)低(di)了冷沖壓性(xing)(xing)、鍛造加(jia)(jia)工性(xing)(xing)和(he)切割加(jia)(jia)工性(xing)(xing)。
7.氮(N)
氮對鋼(gang)材(cai)性能(neng)的(de)(de)影響(xiang)與(yu)碳、磷相(xiang)似。隨著(zhu)氮含量的(de)(de)增(zeng)加(jia),鋼(gang)材(cai)的(de)(de)強(qiang)度可(ke)以顯著(zhu)提高,塑性尤其是韌性可(ke)以顯著(zhu)降低(di),焊(han)接性能(neng)變差,冷脆性可(ke)以加(jia)劇;同時,增(zeng)加(jia)時效傾向、冷脆性和(he)熱脆性,損害鋼(gang)材(cai)的(de)(de)焊(han)接性能(neng)和(he)冷彎性能(neng)。因(yin)此(ci),應盡量減少(shao)(shao)和(he)限(xian)制鋼(gang)材(cai)中(zhong)的(de)(de)氮含量。一般來說,氮含量不應高于0.018%。氮可(ke)以減少(shao)(shao)鋁、鈮(ni)、釩等元素(su)的(de)(de)不利影響(xiang),提高鋼(gang)材(cai)性能(neng),可(ke)以作為低(di)合金鋼(gang)材(cai)的(de)(de)合金元素(su)。
8.氫(H)
氫(qing)也是鋼(gang)(gang)材(cai)中的(de)一種有害(hai)元(yuan)(yuan)素(su)。與氧、氮一樣,氣體元(yuan)(yuan)素(su)在(zai)固體鋼(gang)(gang)中的(de)溶解度很(hen)小。它們在(zai)高溫(wen)下溶解在(zai)鋼(gang)(gang)液(ye)中,冷卻時(shi)間太(tai)晚(wan),在(zai)組織(zhi)中積聚(ju)形成高壓微孔,大大降低了鋼(gang)(gang)材(cai)的(de)塑性(xing)、韌性(xing)和疲勞強度。嚴(yan)重時(shi)會引起裂(lie)紋和脆性(xing)斷裂(lie),是嚴(yan)格控制的(de)有害(hai)元(yuan)(yuan)素(su)。
9.鉻(CR)
鉻能顯著提高鋼(gang)(gang)材(cai)的(de)強度(du)、硬度(du)和(he)耐磨性,但(dan)同時降(jiang)低(di)塑性和(he)韌性。鉻還能提高鋼(gang)(gang)材(cai)的(de)抗氧化性和(he)耐腐(fu)蝕性,是(shi)不銹鋼(gang)(gang)和(he)耐熱鋼(gang)(gang)材(cai)的(de)重要合金元素。
10.鎳(Ni)
鎳可以提高鋼材的(de)強度,保持良好的(de)塑(su)性和韌性。鎳(nie)對酸堿具(ju)有較高的(de)耐腐蝕性,在高溫下(xia)具(ju)有防銹和耐熱性。