各种元素对钢材性能的影响 (2)

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钢材中各元素对性能性的影响

钢材中各元素对性能性的影响

钢材中各元素对性能性的影响1、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。

碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

2、硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅。

如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。

硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。

在调质结构钢中加入 1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。

硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。

含硅1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。

硅量增加,会降低钢的焊接性能。

3、锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰0.30-0.50%,在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。

含锰11-14%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。

锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。

4、磷(P):在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。

因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低些。

5、硫(S):硫在通常情况下也是有害元素。

使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。

硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。

所以通常要求硫含量小于0.055%,优质钢要求小于0.040%。

在钢中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。

6、铬(Cr):在结构钢和工具钢中,铬能显著提高强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性。

钢材中各元素对性能性的影响

钢材中各元素对性能性的影响

钢材中各元素对性能性的影响钢材是一种合金材料,由铁和碳以及其他一些合金元素组成。

这些合金元素对钢材的性能有着重要的影响。

以下是一些常见合金元素及其对钢材性能的影响:1.碳(C):碳是钢中最重要的合金元素之一、它可以增加钢的硬度和强度,提高钢的耐磨性和耐蚀性。

高碳钢通常用于制造刀具和弹簧,而低碳钢用于制造汽车零部件和钢材结构。

2.锰(Mn):锰可以增加钢的硬度和强度,并提高钢的韧性。

锰也有助于钢的抗变形和耐疲劳性能。

锰的含量通常在0.3%-1.65%之间。

3.硅(Si):硅可以提高钢的强度和硬度。

在不锈钢中,硅还有助于提高耐高温和耐腐蚀性能。

硅的含量通常在0.15%-0.5%之间。

4.磷(P)和硫(S):磷和硫是常见的杂质元素,它们会降低钢的韧性和塑性,使钢易于出现脆性断裂。

因此,在高品质钢材中通常限制其含量,并采取措施去除或减少这些元素。

5.铬(Cr):铬可以提高钢的抗腐蚀性能,特别是在高温和潮湿环境中。

在不锈钢中,铬的含量通常在10%-30%之间。

6.镍(Ni):镍可以提高钢的强度和韧性,并改善钢的耐腐蚀性能。

镍的含量通常在8%-25%之间。

7.钼(Mo):钼可以提高钢的硬度和强度,特别是在高温下。

钼还能提高钢的耐腐蚀性能和抗变形能力。

钼的含量通常在0.2%-5%之间。

8.钛(Ti):钛可以细化钢的晶粒结构,提高韧性和强度。

钛还能和氮形成氮化钛,进一步提高钢的硬度和耐磨性。

9.铌(Nb):铌可以改善钢的韧性和抗变形能力。

铌还能形成碳化铌,进一步提高钢的硬度和耐磨性。

10.钒(V):钒可以提高钢的硬度和强度,特别是在高温下。

钒还能提高钢的耐磨性和耐腐蚀性能。

钒的含量通常在0.1%-0.5%之间。

除了以上列举的合金元素外,还有其他一些合金元素,如铜(Cu),铝(Al),氮(N)等,它们也可以影响钢材的性能,但作用相对较小。

总之,合金元素的含量和种类对钢材的性能有着重要的影响。

钢铁生产厂商根据钢材的具体用途和要求,通过调整合金元素的含量和比例,来获得所需的钢材性能。

简述碳、硅、锰、磷、硫五元素对钢材的性能的影响

简述碳、硅、锰、磷、硫五元素对钢材的性能的影响

简述碳、硅、锰、磷、硫五元素对钢材的性能的影响摘要:钢材在现代生产建设中应用较为广泛,是建筑业、制造业和人们日常生活中不可或缺的成分,而化学元素对钢材的组织和性能有重要的影响,下面以碳、硅、锰、磷、硫这五大元素为例简述化学元素对钢材的性能的影响,进而改善钢材的性能使之适用于更广泛的场所。

关键词:韧性;强度;塑性;焊接性能1.定义1.1碳(C):是一种主要呈四价的非金属元素,无臭无味的固体。

化学符号为C,在常温下具有稳定性,不易反应、极低的对人体的毒性,甚至可以以石墨或活性炭的形式安全地摄取,化学符号为C,位于元素周期表的第二周期IVA族。

1.2硅(Si):是一种四价的非金属元素,硅也是极为常见的一种元素,然而它极少以单质的形式在自然界出现,而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式,广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。

主要以合金的形式使用,也与陶瓷材料一起用于金属陶瓷中,或用作半导体材料和光生电池的元件。

化学符号是Si,旧称矽。

原子序数14,相对原子质量28.0855,有无定形硅和晶体硅两种同素异形体,属于元素周期表上第三周期,IVA族的类金属元素。

1.3锰(Mn):是一种多价金属元素,质硬而脆,单质是一种灰白色、硬脆、有光泽的过渡金属。

纯净的金属锰是比铁稍软的金属,含少量杂质的锰坚而脆,潮湿处会氧化。

元素符号Mn,原子序数25。

1.4磷(P):是一种氮族多价非金属元素,广泛存在于它的各种化合物中,元素符号P,是第15号化学元素,处于元素周期表的第三周期、第ⅤA族。

1.5硫(S):是一种多价的非金属元素,无味无嗅不溶于水,通常单质硫是黄色的晶体,又称作硫磺。

硫元素在自然界中通常以硫化物、硫酸盐或单质的形式存在。

对人体而言,单质硫通常是无毒无害的,而其他含硫化合物可能有一定毒性,如硫化物毒性一般比较大。

化学符号S,原子序数16,硫是氧族元素(ⅥA族)之一,在元素周期表中位于第三周期。

2.对钢材的性能的影响2.1碳(C):碳含量对钢材的强度、塑性、韧性和焊接性能等存在不⼩的影响。

金属元素对钢材性能影响

金属元素对钢材性能影响

18种金属元素对钢性能的影响1、Al(1)Al当钢中其含量小于3~5%时,是一有益的元素。

其作用是:高的抗氧化性和电阻。

①作为强烈脱氧剂加进的Al,可生成高度细碎的、超显微的氧化物,分散于钢体积中。

因而可阻止钢加热时的晶粒长大(含Al<10%,在加热<1200℃才有细化作用,否则其作用甚小)和改善钢的淬透性。

所以这些氧化物成为结晶的中心,而在钢冷却时又对A体分解起促进作用。

作为合金元素,有助于钢的氮化,因而可提高钢的热稳定性。

所以AlN 本身在加热时具有高稳定性,①与②都有利于减弱钢的过热倾向。

③可改善钢的抗氧化性,考虑②和③,④能提高钢的电阻,与Cr共同用于制造高电阻铬铝合金:如Cr13Al4、1Cr17Al5、1Cr25Al5。

Al使电阻增高的程度比Cr还高的多。

在Cr钢中加Al,会粗晶易脆,所以其量一般不超过5%,个别才有8~9%。

⑤对硅钢而言,Al可减少α铁心损失,降低磁感强度,与氧结合可减弱磁时效现象,但Al的氧化物会使磁性变坏。

Al(>0.5%)也会使硅钢变脆。

(2)Al的不良影响①促进钢的石墨化,减少合金相中的碳溶浓度,所以硬度、强度降低。

②加速脱碳当Al含量增加至3~5%时,8~9%将会大大地促进钢锭的柱状结晶过程。

因此而大大增加钢的机械热加工的困难,也使钢极易脱碳。

(其热加工之所以困难是因为该合金钢锭具有粗晶结构,且其晶体的解理极弱,所以导热性低,加热时容易出现大的温度差而锻裂,甚至钢锭的去皮加工都会使其晶界氧化而破坏。

此外,它在800℃以上的高温长时间停置也极易变脆。

一般合金钢中含Al量:合金结构钢:Al=0.4~1.1% (38CrAlA、38CrMoAlA、38CrWVAlA等) 耐热不起皮钢:Al=1.1~4.5% (Cr13SiAl、Cr24Al2Si、Cr17Al4Si等) 电热合金:Al=3.5~6.5% (Cr13Al4、1Cr17Al5、Cr8Al5、0Cr17Al5等)甚至Al=8% Cr7Al7:考虑电热合金受荷不大,虽有脆性,仍可使用。

各种元素对钢材性能的影响

各种元素对钢材性能的影响

1、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。

碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

2、硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅。

如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。

硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。

在调质结构钢中加入1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。

硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。

含硅1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。

硅量增加,会降低钢的焊接性能。

3、锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰0.30-0.50%。

在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。

含锰11-14%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。

锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。

4、磷(P):在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。

因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低些。

5、硫(S):硫在通常情况下也是有害元素。

使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。

硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。

所以通常要求硫含量小于0.055%,优质钢要求小于0.040%。

在钢中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。

6、铬(Cr):在结构钢和工具钢中,铬能显著提高强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性。

铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,因而是不锈钢,耐热钢的重要合金元素。

各种元素对钢材性能的影响

各种元素对钢材性能的影响

1、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。

碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

2、硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅。

如果钢中含硅量超过 0.50-0.60%,硅就算合金元素。

硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。

在调质结构钢中加入 1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。

硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。

含硅1- 4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。

硅量增加,会降低钢的焊接性能。

3、锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰0.30 — 0.50%。

在碳素钢中加入0.70%以上时就算锰钢”较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。

含锰11-14%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。

锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。

4、磷(P):在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。

因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低些。

5、硫(S):硫在通常情况下也是有害元素。

使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。

硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。

所以通常要求硫含量小于0.055%,优质钢要求小于 0.040%。

在钢中加入 0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。

6、铬(Cr ):在结构钢和工具钢中,铬能显著提高强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性。

铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,因而是不锈钢,耐热钢的重要合金元素。

各化学元素对钢材的影响

各化学元素对钢材的影响

各化学元素对钢材的影响钢材是一种广泛应用于建筑、制造和其他领域的重要材料。

化学元素可以通过添加或与钢材中的化学成分相互作用来改变钢材的性能和特性。

下面将详细介绍一些常见的化学元素对钢材性能的影响。

1.碳(C):碳是钢材中最重要的元素之一、含碳量的增加可以提高钢材的硬度和强度,但同时也会降低其可塑性和冲击韧性。

高碳钢具有较高的硬度和强度,适合用于制造刀具和弹簧等应用。

2.硅(Si):硅的添加可以提高钢材的抗腐蚀性和磁性。

硅还有助于钢材的脱氧作用,减少对氧气的敏感性。

硅含量较高的钢材常用于制造电力设备和变压器。

3.锰(Mn):锰的添加可以提高钢材的强度和韧性,并增加其耐磨性和耐蚀性。

锰含量较高的钢材常用于制造铁路轨道和重型机械设备。

4.硫(S)和磷(P):硫和磷是常见的非金属杂质元素,其含量对钢材性能有负面影响。

高硫和高磷含量会导致钢材变脆,降低其可塑性和韧性。

因此,在钢材生产过程中对硫和磷的含量进行控制非常重要。

5.铬(Cr):铬的添加可以提高钢材的耐腐蚀性和耐热性。

铬与钢中的碳形成的氧化物膜可以防止钢材与大气中的氧气接触,从而减少钢材的腐蚀。

高铬钢常用于制造不锈钢。

6.镍(Ni):镍的添加可以提高钢材的韧性和强度,同时也增加了钢材的耐腐蚀性。

镍含量较高的钢材常用于制造耐高温和耐腐蚀的材料,如合金钢和不锈钢。

7.钼(Mo):钼的添加可以提高钢材的强度和耐热性。

钼对钢材的影响类似于镍,但效果更加显著。

钼含量较高的钢材常用于制造高温设备和工具。

8.铝(Al):铝的添加可以改善钢材的氧化抗性和耐蚀性,并降低钢材的密度。

铝还可以提高钢材的强度和硬度,用于制造航空和汽车零件。

9.钛(Ti):钛的添加可以提高钢材的强度和耐腐蚀性。

钛含量较高的钢材常用于制造航空和化工设备。

10.硼(B):硼的添加可以提高钢材的硬度和强度,并改善其机械性能。

硼含量较高的钢材常用于制造切削工具和弹簧。

总之,化学元素对钢材性能的影响是多样且复杂的。

各种元素对钢材性能的影响

各种元素对钢材性能的影响

1、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。

碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

2、硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅。

如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。

硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。

在调质结构钢中加入1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。

硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。

含硅1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。

硅量增加,会降低钢的焊接性能。

3、锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰0.30-0.50%。

在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。

含锰11-14%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。

锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。

4、磷(P):在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。

因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低些。

5、硫(S):硫在通常情况下也是有害元素。

使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。

硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。

所以通常要求硫含量小于0.055%,优质钢要求小于0.040%。

在钢中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。

6、铬(Cr):在结构钢和工具钢中,铬能显著提高强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性。

铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,因而是不锈钢,耐热钢的重要合金元素。

常用金属材料中各种化学成分对性能的影响 (2)

常用金属材料中各种化学成分对性能的影响 (2)

常用金属材料中各种化学成分对性能的影响.生铁:生铁中除铁外,还含有碳、硅、锰、磷和硫等元素。

这些元素对生铁的性能均有一定的影响。

碳(C):在生铁中以两种形态存在,一种是游离碳(石墨),主要存在于铸造生铁中,另一种是化合碳(碳化铁),主要存在于炼钢生铁中,碳化铁硬而脆,塑性低,含量适当可提高生铁的强度和硬度,含量过多,则使生铁难于削切加工,这就是炼钢生铁切削性能差的原因。

石墨很软,强度低,它的存在能增加生铁的铸造性能。

硅(Si):能促使生铁中所含的碳分离为石墨状,能去氧,还能减少铸件的气眼,能提高熔化生铁的流动性,降低铸件的收缩量,但含硅过多,也会使生铁变硬变脆。

锰(Mn):能溶于铁素体和渗碳体。

在高炉炼制生铁时,含锰量适当,可提高生铁的铸造性能和削切性能,在高炉里锰还可以和有害杂质硫形成硫化锰,进入炉渣。

磷(P):属于有害元素,但磷可使铁水的流动性增加,这是因为硫减低了生铁熔点,所以在有的制品内往往含磷量较高。

然而磷的存在又使铁增加硬脆性,优良的生铁含磷量应少,有时为了要增加流动性,含磷量可达1.2%。

硫(S):在生铁中是有害元素,它促使铁与碳的结合,使铁硬脆,并与铁化合成低熔点的硫化铁,使生铁产生热脆性和减低铁液的流动性,顾含硫高的生铁不适于铸造细件。

铸造生铁中硫的含量规定最多不得超过0.06%(车轮生铁除外)。

2.钢:2.1元素在钢中的作用2.1.1 常存杂质元素对钢材性能的影响钢除含碳以外,还含有少量锰(Mn)、硅(Si)、硫(S)、磷(P)、氧(O)、氮(N)和氢(H)等元素。

这些元素并非为改善钢材质量有意加入的,而是由矿石及冶炼过程中带入的,故称为杂质元素。

这些杂质对钢性能是有一定影响,为了保证钢材的质量,在国家标准中对各类钢的化学成分都作了严格的规定。

1)硫硫来源于炼钢的矿石与燃料焦炭。

它是钢中的一种有害元素。

硫以硫化铁(FeS)的形态存在于钢中,FeS和Fe形成低熔点(985℃)化合物。

各化学元素对钢材的影响

各化学元素对钢材的影响

各化学元素对钢材的影响钢材是一种重要的结构材料,用于建筑、制造、汽车等领域。

化学元素可以对钢材的性能产生不同的影响,包括强度、硬度、耐腐蚀性等。

下面将详细讨论各化学元素对钢材的影响。

1.碳(C):碳是钢材中最重要的元素之一,它对钢的强度和韧性有重要影响。

高碳钢具有较高的强度和硬度,但韧性较差。

低碳钢具有较好的可塑性和韧性,但强度较低。

适度的碳含量可以使钢材获得最佳的强度和韧性平衡。

2.硅(Si):硅可以提高钢材的硬度和抗腐蚀性。

在不锈钢制备过程中,硅可以帮助形成氧化铬层,从而提高钢材的耐腐蚀性能。

同时,硅还可以降低钢铁的磁性。

3.锰(Mn):锰可提高钢材的强度和硬度,并改善钢材的韧性。

锰和碳一起形成的碳化锰有助于提高钢的硬度和均匀性。

4.磷(P)和硫(S):磷和硫是常见的杂质元素,在通常情况下不利于钢材的性能。

磷会导致钢材脆性增加,而硫则会降低钢材的韧性。

因此,在钢材制备过程中,通常需要控制磷和硫的含量。

5.铬(Cr):铬是不锈钢中的重要合金元素,可以提高钢材的耐腐蚀性和抗氧化性。

铬与氧反应形成的氧化铬层可以防止钢材进一步氧化和腐蚀。

6.镍(Ni):镍可以提高不锈钢的抗腐蚀性和强度。

镍与铬一起形成的不锈钢可以在氧化环境下维持其表面亮度和防腐蚀能力。

7.钼(Mo):钼可以改变钢材的显微组织,提高钢材的强度和硬度,提高对热和机械应力的抵抗能力。

钼还可以增加钢材的耐蚀性,提高其在恶劣环境条件下的使用寿命。

8.钛(Ti):钛可以增加钢材的强度和硬度,并提高抗腐蚀性能。

通过与碳一起反应,钛可以形成碳化钛,改善钢材的耐磨性。

综上所述,化学元素对钢材的影响非常重要。

不同元素的含量可以调节钢材的强度、硬度、可塑性和抗腐蚀性能。

因此,在钢材制备和合金设计过程中,必须仔细控制化学元素的含量,以获得最佳性能的钢材。

钢材中各微量元素对其性能的作用

钢材中各微量元素对其性能的作用

钢材中各微量元素对其性能的作用不论是板材还是建材,各种材质的质量和性能是根据不同的需要而确实的,而钢材不同的质量要求和级别要求的不同就是靠其中的微量元素来决定的,例如我们经常用的低合金板,它本身就为五个级别Q345(A、B、C、D、E),五个级别的不同就是靠其中的S、P等微量元素的含量不同来区分的,微量元素含量不同它们所具有性能也有所不同。

那么钢材中各微量元素对本身性能会产生什么作用呢?庞志刚就收集了一些各微量元素对钢材性能的影响资料,大家可以了解一下:(1)碳:含碳量越高,钢的硬度就越高,但是它的可塑性和韧性就越差。

(2)硫:是钢中的有害杂物,含硫较高的钢在高温进行压力加工时,容易脆裂,通常叫作热脆性。

(3)磷:能使钢的可塑性及韧性明显下降,特别的在低温下更为严重,这种现象叫作冷脆性,在优质钢中,硫和磷要严格控制。

但从另方面看,在低碳钢中含有较高的硫和磷,能使其切削易断,对改善钢的可切削性是有利的。

(4)锰:能提高钢的强度,能消弱和消除硫的不良影响,并能提高钢的淬透性,含锰量很高的高合金钢(高锰钢)具有良好的耐磨性和其它的物理性能。

(5)硅:它可以提高钢的硬度,但是可塑性和韧性下降,电工用的钢中含有一定量的硅,能改善软磁性能。

(6)镍:能提高钢的强度和韧性,提高淬透性,含量高时,可显著改变钢和合金的一些物理性能,提高钢的抗腐蚀能力。

(7)硼:当钢中含有微量的(0.001-0.005%)硼时,钢的淬透性可以成倍的提高。

(8)铝:能细化钢的晶粒组织,阻抑低碳钢的时效,提高钢在低温下的韧性,还能提高钢的抗氧化性,提高钢的耐磨性和疲劳强度等。

(9)钨:能提高钢的红硬性和热强性,并能提高钢的耐磨性。

(10)铬:能提高钢的淬透性和耐磨性,能改善钢的抗腐蚀能力和抗氧化作用。

(11)钒:能细化钢的晶粒组织,提高钢的强度,韧性和耐磨性,当它在高温熔入奥氏体时,可增加钢的淬透性;反之,当它在碳化物形态存在时,就会降低它的淬透性。

18种元素对钢材性能的影响

18种元素对钢材性能的影响

18种元素对钢材性能的影响钢材是一种由铁和一些其他元素组成的合金材料,这些其他元素会对钢材的性能产生重要影响。

以下是18种常见元素对钢材性能的影响。

1.碳(C):碳是钢材最重要的合金元素之一,可以增加钢材的硬度和强度。

高碳钢通常具有更高的抗拉强度,但也更加脆性。

2.硅(Si):硅常用于脱氧剂,可以改善钢材的热加工性能。

合适的硅含量可以减少钢材的气泡产生。

3.磷(P):磷可以改善钢材的切削性能,但在高温下会降低钢材的高温强度和韧性。

4.硫(S):硫可以增加钢材的切削性能,并且有助于改善钢的可加工性。

但高硫含量会导致脆性增加。

5.锰(Mn):锰常用于钢材的合金化剂,可以增加钢材的强度和韧性。

适量的锰含量有助于提高冷加工性能。

6.铬(Cr):铬可以增加钢材的抗腐蚀性能和磨损抗性。

合适的铬含量还可以提高钢材的硬度和强度。

7.镍(Ni):镍可以提高钢材的抗腐蚀性,并且有助于改善钢材的耐高温性能。

8.钼(Mo):钼可以增加钢材的强度和硬度,特别是在高温下具有很好的稳定性。

钼还可以提高钢材的耐腐蚀性。

9.铜(Cu):铜可以提高钢材的强度和硬度,并且有助于改善钢材的抗腐蚀性能。

10.铝(Al):铝可以在钢材中形成氧化层,提高钢材的抗腐蚀性能。

铝还可以降低钢材的密度,并且有助于改善钢材的可加工性。

11.钛(Ti):钛可以提高钢材的抗腐蚀性能,并且有助于改善钢材的强度和硬度。

12.硼(B):硼可以提高钢材的硬度和耐磨性。

适量的硼含量还可以提高钢材的可焊性。

13.氮(N):氮可以提高钢材的强度和硬度,同时改善钢材的耐磨性和抗腐蚀性。

14.铌(Nb):铌可以改善钢材的结晶细化,提高钢材的强度和韧性。

15.钒(V):钒可以提高钢材的强度和硬度,并且有助于改善钢材的耐热性。

16.铁(Fe):铁是钢材的主要成分,对钢材的性能起着决定性的影响。

17.砷(As):砷可以作为钢材的脱氧剂和结晶细化剂,提高钢材的强度和硬度。

18.钠(Na):钠可以改善钢材的压力加工性能,并且有助于提高钢材的硬度和韧性。

各种化学元素对钢材性能的影响

各种化学元素对钢材性能的影响

各元素对钢材性能的影响名词解释:铁素体(Ferrite):碳在α-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素。

常用符号F(或α)表示。

铁素体具有体心立方结构,由于它的间隙很小,因而溶碳能力较差。

在727℃时最大溶碳量为0.0218%,随着温度下降,其溶碳量逐步减少,在室温时仅溶碳0.0008%。

铁素体的强度低,其δσb为180-280MN/m2,HB约80,但塑性好,其δ为50%。

奥氏体(Austenitic):碳在γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体。

常用符号A(或γ)表示。

奥氏体具有面心立方晶格结构,由于它的有效晶格间隙较大,因此其溶碳能力较大,在1148℃时的最大溶碳量2.11%,随着温度的下降,其溶碳量逐步减少,在727℃是溶碳量为0.77%。

奥氏体的机械性能于其溶碳量及晶粒的大小有关。

一般来说奥氏体的硬度为170-220HBS,延伸率δ为40-50%,奥氏体存在于727℃以上的固态温度范围内。

奥氏体易于塑性成形。

渗碳体(Cementite):C与Fe的化合物(Fe3C)称为渗碳体,其含碳量6.69%,渗碳体的熔点为1227℃,其硬度很高,约800HB,塑性和冲击韧性几乎为零,脆性极大,因此它不能作为碳钢的基体相,却是碳钢中的主要强化相。

渗碳体是一种亚稳相,在一定条件下会发生分解,形成石墨自由碳。

马氏体(Martensite):采用快速冷却的方法,由于过冷度大,铁和碳原子都不能进行扩散,奥氏体只能由非扩散的晶格切变,有γ-Fe的面心立方晶格改组为α-Fe的体心立方晶格。

这种奥氏体直接转变一种含碳过饱和α固溶体,称之为马氏体。

各元素对钢性能的影响:锰(Mn)锰是炼钢时用锰铁脱氧而残留于钢中的,锰能清除钢中的FeO,改善钢的品质,降低钢的脆性;锰与硫化合生成MnS,消除硫的有害作用,改善钢的热加工性能。

在碳钢中锰的含量一般控制在0.25-0.80%之间,锰能溶于铁素体中,形成含锰的铁素体,起着强化铁素体的作用;锰还能溶于Fe3C中形成合金渗碳体,从而提高碳钢的强度,锰是有益的杂质元素,少量的锰对钢的性能影响不显著。

钢材化学成分及其对钢材性能的影响

钢材化学成分及其对钢材性能的影响

钢材化学成分及其对钢材性能的影响
( 1 )碳:碳是决定钢材性能的最重要元素。

建筑钢材的含碳量不大于0.8% ,随着含碳量的增加,钢材的强度和硬度提高,塑性和韧性下降。

含碳量超过0.3% 时钢材的可焊性显著降低。

碳还增加钢材的冷脆性和时效敏感性,降低抗大气锈蚀性。

( 2 )硅:当含量小于1 % 时,可提高钢材强度,对塑性和韧性影响不明显。

硅是我国钢筋用钢材中的主要添加元素。

( 3 )猛:锰能消减硫和氧引起的热脆性,使钢材的热加工性能改善,同时也可提高钢材强度。

( 4 )磷:磷是碳素钢中很有害的元素之一。

磷含量增加,钢材的强度、硬度提高,塑性和韧性显著下降。

特别是温度越低,对塑性和韧性的影响越大,从而显著加大钢材的冷脆性,也使钢材可焊性显著降低。

但磷可提高钢材的耐磨性和耐蚀性,在低合金钢中可配合其他元素作为合金元素使用。

( 5 )硫:硫也是很有害的元素,呈非金属硫化物夹杂物存在于钢中,降低钢材的各种机械性能。

硫化物所造成的低熔点使钢材在焊接时易产生热裂纹,形成热脆现象,称为热脆性。

硫使钢的可焊性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低。

( 6 )氧:氧是钢中有害元素,会降低钢材的机械性能,特别是顿性。

氧有促进时效倾向的作用。

氧化物所造成的低熔点亦使钢材的可焊性变差。

( 7 )氮:氮对钢材性质的影响与碳、磷相似,会使钢材强度提高,塑性特别是韧性显著下降。

钢材中的化学成分对钢材性能的影响

钢材中的化学成分对钢材性能的影响

建筑工程常用钢材中的化学成分对钢材性能的影响钢材的性能主要取决于其中的化学成分。

钢的化学成分主要是铁和碳,此外还有少量的硅、锰、磷、硫、氧和氮等元素,这些元素的存在对钢材性能也有不同的影响。

(一)碳(C)碳是形成钢材强度的主要成分,是钢材中除铁以外含量最多的元素。

含碳量对普通碳素钢性能的影响如图7.13所示。

由图7.13可看出,一般钢材都有最佳含碳量,当达到最佳含碳量时,钢材的强度最高。

随着含碳量的增加,钢材的硬度提高,但其塑性、韧性、冷弯性能、可焊性及抗锈蚀能力下降。

因此,建筑钢材对含碳量要加以限制,一般不应超过0.22%,在焊接结构中还应低于0.20%。

图7.13含碳量对碳素结构钢性能的影响(二)硅(Si)硅是还原剂和强脱氧剂,是制作镇静钢的必要元素。

硅适量增加时可提高钢材的强度和硬度而不显著影响其塑性、韧性、冷弯性能及可焊性。

在碳素镇静钢中硅的含量为0.12%~0.3%,在低合金钢中硅的含量为0.2%~0.55%。

硅过量时钢材的塑性和韧性明显下降,而且可焊性能变差,冷脆性增加。

(三)锰(Mn)锰是钢中的有益元素,它能显著提高钢材的强度而不过多降低塑性和冲击韧性。

锰有脱氧作用,是弱脱氧剂,同时还可以消除硫引起的钢材热脆现象及改善冷脆倾向。

锰是低合金钢中的主要合金元素,含量一般为 1.2%~1.6%,过量时会降低钢材的可焊性。

(四)硫(S)和磷(P)硫是钢中极其有害的元素,属杂质。

钢材随着含硫量的增加,将大大降低其热加工性、可焊性、冲击韧性、疲劳强度和抗腐蚀性。

此外,非金属硫化物夹杂经热轧加工后还会在厚钢板中形成局部分层现象,在采用焊接连接的节点中,沿板厚方向承受拉力时,会发生层状撕裂破坏。

因此,对硫的含量必须严加控制,一般不超过0.045%~0.05%,Q235的C级与D级钢要求更严。

磷可提高钢材的强度和抗锈蚀能力,但却严重降低钢材的塑性、韧性和可焊性,特别是在温度较低时使钢材变脆,即在低温条件下使钢材的塑性和韧性显著降低,钢材容易脆裂。

钢的化学成分对钢材性能的影响

钢的化学成分对钢材性能的影响

钢的化学成分对钢材性能的影响钢材中所含的元素很多,除了主要成分铁和碳外,还含有少量的硅、锰、硫、磷、氧、氮以及一些合金元素等,它们的含量决定钢材的性能和质量。

(1)碳。

碳是钢材中的主要元素,是决定钢材性能的重要因素。

当含碳量小于0.8%时,随着含碳量的增加,钢材的抗拉强度和硬度提高,而塑性和冲击韧性降低。

当含碳量超过1%时,随着含碳量的增加,除硬度继续增加外,钢材的强度、塑性、韧性都降低。

同时,含碳量增加,还将使钢的冷弯性能、耐腐蚀性和可焊性降低,冷脆性和时效敏感性增大。

(2)硅。

硅是炼钢时为了脱氧而加入的元素。

当钢材中含硅量在1%以内时,硅能增加钢材的强度、硬度、耐腐蚀性,且对钢材的塑性、韧性、可焊性无明显影响。

当钢材中含硅量过高(大于1%)时,将会显著降低钢材的塑性、韧性、可焊性,并增大冷脆性和时效敏感性。

(3)锰。

锰是炼钢时为了脱氧而加入的元素,是我国低合金结构钢的主要合金元素。

在炼钢过程中,锰和钢中的硫氧化合成MnS和MnO,入渣排除,起到了脱氧排硫的作用。

锰的作用主要是能显著提高钢材的强度和硬度,消除钢的热脆性,改善钢材的热加工性能和可焊性,几乎不降低钢材的塑性、韧性。

(4)铝、钮、晁、钛。

它们都是炼钢时的强脱氧剂,也是最常用的合金元素。

适量加入钢内能改善钢材的组织,细化晶粒,显著提高强度,改善韧性和可焊性。

(5)硫。

硫是钢材中极有害的元素,多以FeS夹杂物的形式存在于钢中。

由于FeS熔点低,易使钢材在热加工时内部产生裂痕,引起断裂,形成热脆现象。

硫的存在,还会导致钢材的冲击韧性、可焊性及耐腐蚀性降低,故钢材中硫的含量应严格控制。

(6)磷。

磷是钢中的有害元素,以FeP夹杂物的形式存在于钢中。

磷会使钢材的塑性、韧性显著降低,尤其在低温下,冲击韧性下降更为明显,是钢材冷脆性增大的主要原因,磷还使钢的冷弯性能降低,可焊性变差。

但磷可使钢材的强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性提高。

(7)氧、氮、氢。

化学元素对钢铁性能的影响

化学元素对钢铁性能的影响

化学元素对钢铁性能的影响钢铁是一种在工业中广泛使用的金属材料,其性能取决于许多因素,化学元素是其中一个重要因素。

不同的化学元素会对钢铁的性能产生不同的影响。

本文将会详细介绍几个常见的化学元素对钢铁性能的影响。

1.碳(C):碳是钢铁的主要合金元素,它的存在可以使钢铁变得坚硬和耐磨。

通过控制碳含量,可以调整钢铁的硬度和强度。

碳含量较高的钢铁被称为高碳钢,其硬度较高,但韧性较差。

而碳含量较低的钢铁被称为低碳钢,其韧性较高,但硬度较低。

2.硅(Si):硅是一种常见的合金元素,可以提高钢铁的强度和韧性。

适量的硅含量可以改善钢铁的铸造性能和热处理性能。

硅还可以降低钢铁的磁导率,提高其电磁性能。

3.锰(Mn):锰是一种重要的合金元素,可以提高钢铁的强度和硬度。

锰含量通常在0.3%~1.5%之间。

锰还可以提高钢铁的耐磨性和耐蚀性,延长钢铁的使用寿命。

4.磷(P):磷是一种杂质元素,通常需要控制其含量。

高磷含量会降低钢铁的韧性,并使其易于开裂。

因此,钢铁中的磷含量应控制在较低水平。

磷含量可以通过矿石的选择和冶炼过程中的控制来进行调节。

5.硫(S):硫也是一种常见的杂质元素,类似磷,高硫含量会导致钢铁的脆性增加。

此外,硫还会降低钢铁的延展性和焊接性能。

因此,控制钢铁中的硫含量也是非常重要的。

除了以上所述的元素外,还有一些其他的合金元素也会对钢铁的性能产生影响,如铬、镍、钼等。

铬可以提高钢铁的耐蚀性,镍可以提高钢铁的耐热性和耐腐蚀性,钼可以提高钢铁的强度和韧性。

不同的合金元素可以根据不同的需求进行调整,以满足特定的工程要求。

总之,化学元素对钢铁的性能有着重要的影响。

通过合理控制合金元素的含量,可以调整钢铁的硬度、强度、韧性、耐磨性、耐腐蚀性等特性,以满足不同工程中的需求。

因此,在钢铁制造过程中,对化学元素含量和配比的控制是十分关键的。

钢材中的化学成分对钢材性能的影响

钢材中的化学成分对钢材性能的影响

钢材中的化学成分对钢材性能的影响钢材是一种由铁和其他元素(如碳、锰、硅、硫、磷等)组成的合金。

不同元素的含量和配比会对钢材的性能产生直接影响。

以下是钢材中常见化学成分对钢材性能的影响的讨论。

1.碳(C):碳是钢材中最常见的合金元素之一,对钢材的性能有重要影响。

碳的含量决定钢材的硬度、强度和韧性。

高碳钢具有较高的硬度和强度,但韧性较差;低碳钢具有较高的韧性,但硬度和强度较低。

2.锰(Mn):锰是常用的合金元素之一,能够提高钢的强度和韧性,并改善钢的冷加工变形性能。

锰的含量通常在0.25-2.0%之间。

3.硅(Si):硅的含量对钢的冷加工性能和耐腐蚀性有影响。

适量的硅可以提高钢的硬度和强度,但高硅含量会降低钢的韧性。

4.硫(S)和磷(P):硫和磷是常见的杂质元素,它们会对钢材的加工性能和机械性能产生负面影响。

高硫和高磷含量会导致钢脆化,降低韧性和塑性,从而降低了钢的可加工性和延展性。

5.氧(O)和氮(N):氧和氮是钢中的杂质元素,它们对钢的性能也有一定的影响。

高氧含量会降低钢的韧性和延展性,而高氮含量会增加钢的硬度和强度。

6.铬(Cr):铬是不锈钢常用的合金元素,它能够提高钢的耐腐蚀性和抗氧化性能,并增加钢的硬度和强度。

7.钼(Mo):钼是高强度钢的常见合金元素,可以提高钢的热处理稳定性、强度和韧性。

8.镍(Ni):镍可以提高钢的韧性和强度,并改善钢的低温冲击韧性。

总之,钢材中的化学成分对钢的性能产生了多方面的影响。

不同元素的含量和配比决定了钢的硬度、强度、韧性、塑性、耐腐蚀性等特性。

因此,在生产和应用钢材时,需要根据具体要求选择适当的化学成分配比,以获得满足特定需求的钢材性能。

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1、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。

碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

2、硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅。

如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。

硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。

在调质结构钢中加入1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。

硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。

含硅1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。

硅量增加,会降低钢的焊接性能。

3、锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰0.30-0.50%。

在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。

含锰11-14%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。

锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。

4、磷(P):在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。

因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低些。

5、硫(S):硫在通常情况下也是有害元素。

使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。

硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。

所以通常要求硫含量小于0.055%,优质钢要求小于0.040%。

在钢中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。

6、铬(Cr):在结构钢和工具钢中,铬能显著提高强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性。

铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,因而是不锈钢,耐热钢的重要合金元素。

7、镍(Ni):镍能提高钢的强度,而又保持良好的塑性和韧性。

镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力,在高温下有防锈和耐热能力。

但由于镍是较稀缺的资源,故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。

8、钼(Mo):钼能使钢的晶粒细化,提高淬透性和热强性能,在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力,发生变形,称蠕变)。

结构钢中加入钼,能提高机械性能。

还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。

在工具钢中可提高红性。

9、钛(Ti):钛是钢中强脱氧剂。

它能使钢的内部组织致密,细化晶粒力;降低时效敏感性和冷脆性。

改善焊接性能。

在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛,可避免晶间腐蚀。

10、钒(V):钒是钢的优良脱氧剂。

钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒,提高强度和韧性。

钒与碳形成的碳化物,在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。

11、钨(W):钨熔点高,比重大,是贵生的合金元素。

钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。

在工具钢加钨,可显著提高红硬性和热强性,作切削工具及锻模具用。

12、铌(Nb):铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性,提高强度,但塑性和韧性有所下降。

在普通低合金钢中加铌,可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。

铌可改善焊接性能。

在奥氏体不锈钢中加铌,可防止晶间腐蚀现象。

13、钴(Co):钴是稀有的贵重金属,多用于特殊钢和合金中,如热强钢和磁性材料。

14、铜(Cu):武钢用大冶矿石所炼的钢,往往含有铜。

铜能提高强度和韧性,特别是大气腐蚀性能。

缺点是在热加工时容易产生热脆,铜含量超过0.5%塑性显著降低。

当铜含量小于0.50%对焊接性无影响。

15、铝(Al):铝是钢中常用的脱氧剂。

钢中加入少量的铝,可细化晶粒,提高冲击韧性,如作深冲薄板的08Al钢。

铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能,铝与铬、硅合用,可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。

铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。

16、硼(B):钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能,提高强度。

17、氮(N):氮能提高钢的强度,低温韧性和焊接性,增加时效敏感性。

18、稀土(Xt):稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。

这些元素都是金属,但他们的氧化物很象“土”,所以习惯上称稀土。

钢中加入稀土,可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质,从而改善了钢的各种性能,如韧性、焊接性,冷加工性能。

在犁铧钢中加入稀土,可提高耐磨性。

钢材的质量及性能是根据需要而确定的,不同的需要,要有不同的元素含量.( 1 )碳;含碳量越高,刚的硬度就越高,但是它的可塑性和韧性就越差.( 2 )硫;是钢中的有害杂物,含硫较高的钢在高温进行压力加工时,容易脆裂,通常叫作热脆性.( 3 )磷;能使钢的可塑性及韧性明显下降,特别的在低温下更为严重,这种现象叫作冷脆性.在优质钢中,硫和磷要严格控制.但从另方面看,在低碳钢中含有较高的硫和磷,能使其切削易断,对改善钢的可切削性是有利的.( 4 )锰;能提高钢的强度,能消弱和消除硫的不良影响,并能提高钢的淬透性,含锰量很高的高合金钢(高锰钢)具有良好的耐磨性和其它的物理性能.( 5 )硅;它可以提高钢的硬度,但是可塑性和韧性下降,电工用的钢中含有一定量的硅,能改善软磁性能.( 6 )钨;能提高钢的红硬性和热强性,并能提高钢的耐磨性.( 7 )铬;能提高钢的淬透性和耐磨性,能改善钢的抗腐蚀能力和抗氧化作用.( 8 )钒;能细化钢的晶粒组织,提高钢的强度,韧性和耐磨性.当它在高温熔入奥氏体时,可增加钢的淬透性;反之,当它在碳化物形态存在时,就会降低它的淬透性.( 9 )钼;可明显的提高钢的淬透性和热强性,防止回火脆性,提高剩磁和娇顽力.( 10 )钛;能细化钢的晶粒组织,从而提高钢的强度和韧性.在不锈钢中,钛能消除或减轻钢的晶间腐蚀现象.( 11 )镍;能提高钢的强度和韧性,提高淬透性.含量高时,可显著改变钢和合金的一些物理性能,提高钢的抗腐蚀能力.( 12 )硼;当钢中含有微量的( 0.001 - 0.005 %)硼时,钢的淬透性可以成倍的提高.( 13 )铝;能细化钢的晶粒组织,阻抑低碳钢的时效.提高钢在低温下的韧性,还能提高钢的抗氧化性,提高钢的耐磨性和疲劳强度等.( 14 )铜;它的突出作用是改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能,特别是和磷配合使用时更为明显.钢材的化学成分及其对钢材性能的影响钢材中除了主要化学成分铁(Fe)以外,还含有少量的碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)、氧(O)、氮(N)、钛(Ti)、钒(V)等元素,这些元素虽然含量少,但对钢材性能有很大影响:1.碳。

碳是决定钢材性能的最重要元素。

碳对钢材性能的影响如图6-3所示:当钢中含碳量在0.8%以下时,随着含碳量的增加,钢材的强度和硬度提高,而塑性和韧性降低;但当含碳量在 1.0%以上时,随着含碳量的增加,钢材的强度反而下降。

随着含碳量的增加,钢材的焊接性能钢材中除了主要化学成分铁(Fe)以外,还含有少量的碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)、氧(O)、氮(N)、钛(Ti)、钒(V)等元素,这些元素虽然含量少,但对钢材性能有很大影响:1.碳。

碳是决定钢材性能的最重要元素。

碳对钢材性能的影响如图6-3所示:当钢中含碳量在0.8%以下时,随着含碳量的增加,钢材的强度和硬度提高,而塑性和韧性降低;但当含碳量在1.0%以上时,随着含碳量的增加,钢材的强度反而下降。

随着含碳量的增加,钢材的焊接性能变差(含碳量大于0.3%的钢材,可焊性显著下降),冷脆性和时效敏感性增大,耐大气锈蚀性下降。

图6-3 含碳量对碳素钢性能的影响——抗拉强度;——冲击韧性;——伸长率;——断面收缩率;HB——硬度一般工程所用碳素钢均为低碳钢,即含碳量小于0.25%;工程所用低合金钢,其含碳量小于0.52%。

2.硅。

硅是作为脱氧剂而存在于钢中,是钢中的有益元素。

硅含量较低(小于1.0%)时,能提高钢材的强度,而对塑性和韧性无明显影响。

3.锰。

锰是炼钢时用来脱氧去硫而存在于钢中的,是钢中的有益元素。

锰具有很强的脱氧去硫能力,能消除或减轻氧、硫所引起的热脆性,大大改善钢材的热加工性能,同时能提高钢材的强度和硬度。

锰是我国低合金结构钢中的主要合金元素。

4.磷。

磷是钢中很有害的元素。

随着磷含量的增加,钢材的强度、屈强比、硬度均提高,而塑性和韧性显著降低。

特别是温度愈低,对塑性和韧性的影响愈大,显著加大钢材的冷脆性。

磷也使钢材的可焊性显著降低。

但磷可提高钢材的耐磨性和耐蚀性,故在低合金钢中可配合其他元素作为合金元素使用。

5.硫。

硫是钢中很有害的元素。

硫的存在会加大钢材的热脆性,降低钢材的各种机械性能,也使钢材的可焊性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低。

6.氧。

氧是钢中的有害元素。

随着氧含量的增加,钢材的强度有所提高,但塑性特别是韧性显著降低,可焊性变差。

氧的存在会造成钢材的热脆性。

7.氮。

氮对钢材性能的影响与碳、磷相似,随着氮含量的增加,可使钢材的强度提高,塑性特别是韧性显著降低,可焊性变差,冷脆性加剧。

氮在铝、铌、钒等元素的配合下可以减少其不利影响,改善钢材性能,可作为低合金钢的合金元素使用。

8.钛。

钛是强脱氧剂。

钛能显著提高强度,改善韧性、可焊性,但稍降低塑性。

钛是常用的微量合金元素。

9.钒。

钒是弱脱氧剂。

钒加入钢中可减弱碳和氮的不利影响,有效地提高强度,但有时也会增加焊接淬硬倾向,钒也是常用的微量合金元素。

钢产品具体牌号根据《钢铁产品牌号表示方法》GB221-2000的规定,我国钢铁产品牌号一般采用汉语拼音字母、国际化学元素符号及阿拉伯数字结合起来表示。

1 碳素结构钢的具体牌号Q195-Q195F、Q195b、Q195Q215-Q215AF、Q215Ab、Q215A、Q215BF、Q215Bb、Q215BQ235-Q235AF、Q235Ab、Q235A、Q235BF、Q235Bb、Q235B、Q235C、Q235DQ255-Q255A、Q255BQ275-Q275对上述各牌号,要在供应工作中准确识别与使用。

2 低合金高强度结构钢GB/T221-2000新牌号表示方法将低合金高强度结构钢分为通用钢和专用钢两类,新牌号表示方法与GB/T1591-94《低合金高强度结构钢》,GB700-88《碳素结构钢》相同,并与碳素结构钢的牌号组成工程用钢的系列。

低合金高强度结构钢按脱氧方法分为镇静钢和特殊镇静钢,但在牌号中没有表示脱氧方法的符号。

1)通用低合金高强度结构钢牌号组成Q295-Q295A、Q295BQ345-Q345A、Q345B、Q345C、Q345D、Q345EQ390-Q390A、Q390B、Q390C、Q390D、Q390EQ420-Q420A、Q420B、Q420C、Q420D、Q420EQ460-Q460C、Q460D、Q460E2)专用低合金高强度结构钢牌号专用低合金高强度结构钢一般采用代表屈服点的拼音字母“Q”、屈服点数值(单位为MPa) ,并在尾部加按产品用途的拼音第一个字母表示。

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