钢种PSOHN等元素的具体危害

钢种P、S、O、H、N等元素的具体危害
磷对钢性能的影响
磷在钢中以磷化铁的形式存在，一般用[P]表示。

它对钢性能的具体影响是：
1)能恶化钢的焊接性能；
2)降低钢的塑性和韧性，使钢产生冷脆性，即在低温条件下钢的冲击韧性明显降低；
3)能提高易切削钢的切削性能；
4)能改善钢液的流动性，提高钢液的铸造性能；
5)能提高合金钢耐大气和海水的腐蚀能力；
6)能提高电工用硅钢的导磁率。

对绝大多数钢种而言，[P]是一种有害元素。

硫对钢性能的影响
硫在钢中多以硫化物形式存在，如FeS、MnS等，硫对钢性能产生以下影响：
1)使钢产生热脆现象。

所谓热脆现象是指钢坯或钢锭在高温条件下(如1100℃)进行轧制时，会产生断裂的现象。

2)对钢的力学性能产生不利影响。

3)使钢的焊接性能降低。

4)能改善易切削钢的切削性能。

5）使钢的耐腐蚀性能降低。

由于硫对绝大多数钢种而言是有害的，所以脱硫是炼钢的主要任务之一。

氧的危害
各种炼钢方法中，都是利用氧化法来去除钢中的大部分杂质元素和有害物质。

这就使氧化后期钢中溶入了过量的氧。

例如氧气转炉终点ω[C]<0.1％时，钢中氧ω[O]一般为0.035％～0.069％，而此成分下固体钢中最多只能溶解0.003％的氧。

这些多余的氧在钢液凝固时将逐渐从钢液中析出，形成夹杂物或气泡，严重影响钢的性能，其具体表现是：
1)严重降低钢的力学性能，尤其是塑性和韧性。

2)大量气泡的产生影响浇注的正常进行，将会破坏锭或坯的合理结构，严重影响钢锭质量，甚至造成废品。

3)钢中的氧能加剧硫的热脆危害
氢对钢性能的影响
氢在钢中基本上有害无利。

随着钢的强度的提高，氢对钢的危害性则更为严重。

但在一般情况下，要完全除去钢中的氢几乎是不可能的。

氢在钢中的不良影响主要有以下几方面：
1)使钢产生“氢脆”。

氢能使钢的塑性和韧性明显降低，即产生“氢脆”现象。

对于高强度钢来讲，“氢脆”的影响更严重。

钢中的“氢脆”属于滞后破坏。

表现在应力作用下，经过一段时间钢突然发生脆断。

2)使钢产生“白点”。

所谓“白点”是指在钢材断面上呈银白色的斑点。

其实质是一个有锯齿形边缘的微小气泡，又叫发裂。

它的产生与氢脆不同，它是钢从高温冷却到室温时产生的。

“白点”也使钢的塑性和韧性明显降低。

3)产生石板断口。

其主要原因是：氢含量高的地方会出气泡，在气泡的周围易出现C、P、S和夹杂物的偏析，这些缺陷在钢材热加工时被拉长，但不能焊合，于是形成石板断口。

4)产生氢腐蚀。

在高温高压作用下，钢中的氢即高压氢会使钢产生网络状裂纹，严重时还可以鼓泡，这种现象称氢腐蚀。

氮对钢性能的影响
氮对钢的性能有利有弊。

氮对钢的不良影响是：
1)引起钢的时效硬化。

在低碳钢中，氮能引起钢的时效硬化现象，表现为钢的强度、硬度随时间的推移而增大，
而塑性则有所下降。

只有当[N]的质量分数小于0．0006％时，才能免除时效硬化的可能。

2)氮会使钢产生“蓝脆”。

淬火钢在250～400℃回火后，塑韧性不仅不增大，反而下降，这个温度范围的钢呈蓝色，故叫“蓝脆”。

3)氮和氢综合作用使钢产生缺陷。

氮和氢的综合作用会使镇静钢锭产生结疤和皮下气泡，使轧钢生产中出现裂纹和发纹，影响钢的质量。

氮对钢有益的一面是：
1)钢中的氮能和Al、Ti等形成A1N、TiN等高熔点的细小颗粒。

均匀弥散分布的AlN、TiN等能细化晶粒，从而提高钢的强度和塑性，对改善焊接性能也有良好作用。

2)能提高钢的强度和耐磨性。

实际生产中常用渗氮的方法来改善钢表面的耐磨性，同时也能使钢表面的抗蚀性和疲劳强度有所改善。