钢材中的化学成分对钢材的作用
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。
化学元素对钢性能的影响
化学元素对钢性能的影响钢是由主要成分为铁和碳的合金,但是其性能也受到其他化学元素的影响。
不同的化学元素可以通过形成固溶体、析出物、强化相等方式,对钢的性能产生显著的影响。
以下将重点讨论一些常见的化学元素对钢的性能的影响。
1. 碳(Carbon):碳是钢中的主要合金元素之一,碳含量的增加可以提高钢的硬度和强度。
高碳钢通常具有较高的强度,但在焊接性方面可能会受到一些限制,而低碳钢则具有更好的可焊性。
2. 硅(Silicon):硅是钢中的常见合金元素,其主要作用是提高钢的脆性转变温度和抗氧化性能。
适量的硅含量可以提高钢的强度和耐磨性。
3. 锰(Manganese):锰是一种常用的微合金元素,能够提高钢的硬度和强度。
适量的锰含量可以提高钢的淬透性,使钢的焊接性能和冷加工性能得到改善。
4. 磷(Phosphorus):磷的含量对钢的韧性和强度有明显的影响。
磷含量过高会使钢的韧性下降,影响钢的冷加工性能和可焊性。
5. 硫(Sulfur):硫的含量对钢的韧性和冷加工性能也有重要影响。
硫含量过高会使钢变得脆性,但适量的硫含量可以提高钢的加工性能。
6. 镍(Nickel):镍主要用于提高钢的耐腐蚀性和耐高温性能。
镍含量适当时,可增加钢的韧性和延展性。
7. 铬(Chromium):铬主要用于提高钢的耐腐蚀性和抗氧化性能。
铬还可以提高钢的硬度和强度。
8. 钼(Molybdenum):钼可以提高钢的高温强度和耐腐蚀性。
钼含量适当时,可以提高钢的韧性和硬度。
9. 钛(Titanium):钛主要用于碳钢中,可以提高钢的强度和耐蚀性。
钛还可以用于控制晶粒尺寸,改善钢的强度和韧性。
需要指出的是,以上列举的化学元素只是对钢的性能产生了主要影响,实际上还有很多其他化学元素也会对钢的性能产生影响。
此外,除了化学元素的影响外,不同的热处理方式和工艺参数也会对钢的性能产生重要的影响。
总结而言,化学元素通过改变钢的组织结构、析出物相、固溶体等条件,对钢的性能产生显著的影响。
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
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。
钢筋-钢材的化学成分及其对钢材性能的影响
钢材的化学成分及其对钢材性能的影响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。
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。
各种化学元素在钢中的作用
各种化学元素在钢中的作用钢是一种由铁、碳和其他合金元素组成的合金材料。
不同的化学元素可以通过合金技术添加到钢中,以改善其性能、增强其力学性能和耐腐蚀性能。
以下是一些常见的化学元素在钢中的作用。
1.碳(C):碳是钢中最重要的合金元素之一,它可以提高钢的硬度和强度。
添加适量的碳可以增强钢材的硬度,但过量的碳会使钢变脆。
碳浓度低于0.2%的钢称为低碳钢,而碳浓度高于0.5%的钢称为高碳钢。
2.硅(Si):硅可以提高钢的抗腐蚀性和耐热性能。
它还可以减少钢的热脆性,提高钢的塑性和可焊性。
3.锰(Mn):锰可以提高钢的强度和硬度。
它还可以改善钢的可塑性、耐热性和耐磨性。
锰还可以降低钢的热脆性,提高钢的焊接性能。
4.硫(S):硫是钢中的一种杂质元素,它容易形成硫化物。
过高的硫含量会降低钢的可塑性和韧性,使其更容易开裂。
因此,通常需要保持钢中的硫含量低于0.05%。
5.磷(P):磷是另一种钢中常见的杂质元素。
过高的磷含量会降低钢的韧性和韧性。
因此,钢中的磷含量通常需要控制在很低的水平。
6.铬(Cr):铬可以提高钢的耐腐蚀性能。
铬与钢中的氧气发生反应,形成一层致密的氧化铬膜,防止进一步的氧化和腐蚀。
二十世纪初使用铬合金的主要用途是防止钢的腐蚀。
7.镍(Ni):镍可以提高钢的强度、韧性和耐腐蚀性。
镍合金可以防止钢材的氧化和腐蚀,并使钢材更耐高温。
8.钼(Mo):钼可以提高钢的强度和硬度。
它还可以提高钢的耐高温性能和耐腐蚀性能。
钼合金被广泛用于制造高温和腐蚀性环境下的零件。
9.铌(Nb)、钛(Ti)、钒(V)等微量元素:这些元素可以用来细化钢的晶粒并提高钢的强度。
它们还可以改善钢的耐热性能和切削性能。
总之,钢中的化学元素可以通过调节合金配方的方式对钢的性能进行调控。
通过合理添加不同的化学元素,可以改善钢的硬度、强度、韧性、耐蚀性、耐高温性能和切削性能,以满足不同领域的需求。
各种元素在钢铁中的作用
各种元素在钢铁中的作用钢是一种合金,主要由铁、碳和其他合金元素组成。
这些合金元素在钢中起着不同的作用,以下是一些常见的合金元素及其作用:1.碳(C):碳是钢中最重要的合金元素之一,它能够提高钢的硬度和强度。
高碳钢含碳量超过0.6%,通常用于制造刀具和机械零件。
中碳钢常用于制造车轴、齿轮等。
低碳钢含碳量少于0.3%,其韧性较好,常用于制造汽车结构部件等。
2.硅(Si):硅用于降低钢的液相温度和粘度,促进钢的液相区域扩大。
它还能提高钢的强度和耐磨性。
硅常用于制造电力设备、变压器等。
3.锰(Mn):锰能够提高钢的韧性和延展性,并抑制高温下的晶界腐蚀。
锰常用于制造桥梁、建筑结构等。
4.磷(P):磷用于提高低碳钢的强度和硬度,但过高的磷含量会降低钢的可焊性。
因此,磷含量应控制在一定范围内。
5.硫(S):硫能够提高钢的切削性能和机械加工性能。
但高硫含量的钢会降低钢的可焊性和韧性,同时还容易形成疏松铸态组织。
6.铬(Cr):铬是不锈钢的主要合金元素之一,它能够提高钢的耐蚀性和耐磨性。
铬还能提高钢的强度和硬度,常用于制造压力容器、船舶等。
7.镍(Ni):镍能够提高钢的韧性和抗冲击性能。
它还能提高钢的耐高温性能,因此常用于制造汽车发动机、航空发动机等。
8.钼(Mo):钼能够提高钢的硬度和强度,同时还能提高钢的耐腐蚀性能。
它常用于制造汽车结构部件、涡轮发动机等。
9.钒(V):钒能够提高钢的强度和硬度,同时还能提高钢的耐热性能。
钒主要用于制造高速切削工具、齿轮等。
总而言之,钢中各种合金元素的添加能够改善钢的机械性能、耐磨性、耐腐蚀性和热处理性能等。
通过适当调整合金元素的含量,可以生产出满足不同工程要求的各类钢材。
化学元素在钢材中的作用
5、降低钢的低温脆化转变温度,含Ni3.5%的 5、含镍钢中易出现带状组织和白点缺陷,应在生 钢可在-100°C时使用,含Ni9%的钢可在196° 产工艺中加以防止。 C时使用。
化学成分
对钢的显微组织及热处理的作用
1、钼在钢中可固溶于铁素体、奥氏体和碳化 物中,它是缩小奥氏体相区的元素。
对钢的力学性能的作用
化学成分
对钢的显微组织及热处理的作用
对钢的力学性能的作用
对钢的物理、化学及工艺性能的作用
在钢中的应用
1、铬与铁形成连续固溶体,缩小奥氏体相区 1、合金结构钢中主要利用铬提高淬透性, 域。铬与碳形成多种碳化物,与碳的亲和力大 1、提高钢的强度和硬度,同时加入其他合金 1、提高钢的耐磨性,经研磨,易获得较高的表面 并可在渗碳表面形成合铬碳化物以提高耐 于铁和锰而低于钨、钼等。铬与铁可形成金属 元素时,效果较显著。 光洁度。 磨性。 间化合物σ 相(FeCr)。
2、提高退火、正火和淬火温度,在亚共析钢 中提高淬通性。
2、硅含量超过3%时显著钢的塑性和韧性;硅 提高塑/脆转变温度。
2、硅含量为0.5%-2.8%的SiMn或SiMnB钢 2、硅钢片的涡流损耗量显著低于纯铁,矫顽力、 (碳含量0.5%-0.7%)广泛用于高载荷弹 磁阻和磁滞损耗较低,磁导率和磁感应强度较高 簧材料,同时加入W、V、Mo、Nb、Cr等强 。但在强磁场中,硅降低磁感应强度。 碳化物形成元素。
2、铬使珠光体中碳的浓度及奥氏体中碳的极 限溶解度减少。
2、显著提高钢的脆性转变温度。
2、降低钢的电导率,降低电阻温度系数。
2、弹簧钢中利用铬和其他合金元素一起提 供的综合性能。
3、减缓奥氏体的分解速度,显著提高钢的淬 透性,但亦增加钢的回火脆性倾向。
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。
化学成分对钢材性能的影响
化学元素对钢的性能的影响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,当碳量超过0.23%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。
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。
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。
化学元素在钢材中的作用
镍(Ni)
3、降低临界转变温度,降低钢中各元素的扩 散速度,提高淬透性。
3、提高钢的疲劳抗力,减小钢对缺口的敏感 性。
3、含镍超过15%~20%的钢对硫酸和盐酸有很高的 抗蚀性能,但不能抗硝酸的腐蚀。总的来说,镍 3、在高合金奥氏体化元素,能提供良好的 钢对酸、碱以及大气都有一定的抗蚀能力。含镍 综合性能,主要为NiCr系钢。 的低合金钢还有较高的腐蚀疲劳抗力。含镍钢在 CrMnN,CrAISi,FeAIMn钢,在一些用途上 含硫和一氧化碳的气氛中加热时易发生热脆和侵 可取代CrNi系钢。 蚀性气孔。
化 学 元 素 在 钢 材 中 的 作 用
化学成分 对钢的显微组织及热处理的作用 对钢的力学性能的作用 对钢的物理、化学及工艺性能的作用 在钢中的应用
1、提高铁素体和奥氏体的硬度和强度,其作 1、作为钢中的合金元素,其含量一般不低于 用较Mn、Ni、Cr、W、Mo、V等更强;显著提高 1、在普通低合金钢中提高强度,改善局部 1、降低钢的密度、热导率、电导率个电阻温度系 0.4%。以固溶体形态存在于铁素体或奥氏体 钢的弹性极限、屈服极限和屈强比(δ s/δ 腐蚀能力,在调制钢中提高淬透性和抗回 数。 中,缩小奥氏体相区。 b),并提高疲劳强度和疲劳比(δ -1/δ b) 火性,是多元合金结构钢组合元之一。 。
1、钼对铁素体有固溶强化作用,同时也提高 碳化物的稳定性,从而提高钢的强度。
对钢的物理、化学及工艺性能的作用
在钢中的应用
1、在调质和渗碳结构钢、弹簧钢、轴承钢 1、在含碳1.5%的磁钢中,2%-3%的钼提高剩余磁 、工具钢、不锈耐酸钢、耐热钢、磁钢中 感和矫顽力。 都得到了广泛应用。 2、在还原性酸及强氧化性盐溶液中都能使钢表面 2、铬钼钢在许多情况下可代替铬镍钢来制 钝化,因此钼可以普遍提高钢的抗蚀性能,防止 造重要的部件。 钢在氯化物溶液中的点蚀。
钢筋钢材的化学成分及其对钢材性能的影响
钢材的化学成分及其对钢材性能的影响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。
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。
化学元素在钢材中的作用
ALt的意思是全铝量。
钢中的含铝量有两种,酸溶铝(ALs)和氧化铝(ALo),两者之和就是ALt。
S在通常情况下是有害元素。
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。
P在一般情况下,是有害元素,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。
希望能帮到您元素在钢中的作用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。
化学成分对钢材性能的影响
5.氧、氮
氧、氮是钢中的有害杂质。 氧多数以FeO的形式存在于非金属夹杂物中,FeO是 一种硬脆的物质,会使钢的塑性、韧性和疲劳强度显著 降低硅,酸并盐增水大泥时熟效料敏的感矿性物,组故成钢非中常的复含杂氧,量其一主般要不矿应超 物和过含0.0量5%见。表3-1。各种矿物单独与水作用时所表现出 的特性见氮表能3提-2高钢的强度和硬度,但却显著降低钢的塑性 和韧性,增大钢的时效敏感性和冷脆性,故含氮量不应 超0.008%。
4. 硫、磷
硫、磷是钢中的有害元素。 硫多数以化合物FeS的形式存在于钢中。它是一种 强度较低、性质较脆的夹杂物,受力时容易引起应力集 硅酸盐水泥熟料的矿物组成非常复杂,其主要矿 中,降低钢的强度和疲劳强度。此外,FeS还能与Fe形 物和含量见表3-1。各种矿物单独与水作用时所表现出 成低熔点的物质,在高温下该物质首先熔化造成晶粒脱 的特性见表3-2 开,使钢变脆。这种在高温下使钢变脆开裂的性质叫热 脆性。硫的热脆性大大降低了钢的热加工性和焊接性, 是有害杂质,应严格控制其含量,一般不应超过0.065%。
6.铝、钒、铌、钛
铝、钒、铌、钛都是常用的合金元素,也是炼钢时 的强硅脱酸氧盐剂水,泥适熟量料加的入矿钢物中组可成改非善常钢复的杂组,织其,主细要化矿晶粒 物和,含提量高见钢表的3强-1度。,各改种善矿韧物性单和独可与焊水性作用时所表现出 的特性见表3-2
1. 碳
碳是决定钢性能的重要元素。当含碳量小于0.8%时 ,随硅含酸碳盐量水的泥增熟加料,的钢矿的物屈组服成强非度常、复抗杂拉,强其度主和要硬矿度提 物和高含,量冷见脆表性3和-1时。效各敏种感矿性物增单加独,与而水塑作性用、时韧所性表、现可出焊性 的特、性抗见腐表蚀3性-2下降。
2. 硅
硅是钢的主要合金元素,是钢中的有益元素,炼钢 时作硅为酸脱盐氧水剂泥而熟加料入的。矿其物能组提成高非钢常的复强杂度,,其而主对要钢矿的塑 物和性含和量韧见性表影3响-1不。大各,种特矿别物是单当独其与含水量作小用于时1所%表时现,出对塑性 的特和性韧见性表基3本-2上无影响。但含硅量超过1%时,ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ材的冷脆 性要增加,可焊性变差。
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。
钢材的化学成分及其对钢材性能的影响
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;H B——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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
钢材中的化学成分对钢材的作用(一)钢材中的化学成分对钢材的作用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。
钢材中的化学成分对钢材的作用(二)钢材中的化学成分对钢材的作用/文青岛宏正金属4、磷(P):在通常情况下,磷元素是模具钢材中的有害元素,磷(P)元素能够增加模具钢的冷脆性,使模具钢焊接性能变坏;降低模具钢的塑性,使模具钢的冷弯性能变坏。
因此通常要求模具钢中含磷量小于0.045%,优质模具钢要求更低。
5、硫(S):硫(S)元素在一般情况下也是有害元素。
硫(S)元素使模具钢产生热脆性,降低模具钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。
硫(S)元素对模具钢的焊接性能也不利,降低其耐腐蚀性。
所以通常要求硫含量小于0.055%,优质钢要求小于0.040%。
但是在模具钢中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,称易切削模具钢。
6、铬(Cr):在结构钢和工具钢中,铬(Cr)元素能显著提高模具钢的强度、硬度和耐磨性,但同时降低模具钢塑性和韧性。
铬(Cr)元素又能提高模具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。
钢材中的化学成分对钢材的作用(三)7、镍(Ni):镍元素能提高模具钢的强度,而又保持模具钢良好的塑性和韧性。
镍元素对酸碱有较高的耐腐蚀能力,在高温下有防锈和耐热能力。
但由于镍元素是较稀缺的资源,故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。
8、钼(Mo):钼元素能使模具钢的晶粒细化,提高模具钢淬透性和热强性能,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,能提高模具钢机械性能。
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):钛元素是模具钢中强脱氧剂。
它能使模具钢的内部组织致密,细化晶粒力;降低模具钢时效敏感性和冷脆性。
改善模具钢焊接性能。
在Cr18Ni9不锈钢中加入适当的钛,可避免晶间腐蚀。
钢材中的化学成分对钢材的作用(四)钢材中的化学成分对钢材的作用/文青岛宏正金属10、钒(V):钒元素是模具钢的优良脱氧剂。
模具钢中加0.5%的钒元素可细化组织晶粒,提高模具钢的强度和韧性。
钒元素与碳元素形成的碳化物,在高温高压下可提高模具钢的抗氢腐蚀能力。
11、钨(W):钨元素熔点高,比重大,是贵生的合金元素。
钨元素与碳元素形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。
在工具钢加钨,可显著提高工具钢的红硬性和热强性,作切削工具及锻模具用。
12、铌(Nb):铌元素能细化晶粒和降低模具钢的过热敏感性及回火脆性,提高模具钢的强度,但模具钢的塑性和韧性有所下降。
在普通低合金钢中加铌元素,可提高模具钢抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。
铌元素可改善模具钢焊接性能。
在奥氏体不锈钢中加铌,可防止晶间腐蚀现象。
钢材中的化学成分对钢材的作用(五)钢材中的化学成分对钢材的作用/文青岛宏正金属13、钴(Co):钴元素是稀有的贵重金属,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。
铜能提高模具钢的强度和韧性,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):铝元素是模具钢中常用的脱氧剂。
模具钢中加入少量的铝,可细化晶粒,提高模具钢的冲击韧性,如作深冲薄板的08Al钢。
铝元素还具有抗氧化性和抗腐蚀性能,铝与铬、硅合用,可显著提高模具钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。
铝的缺点是影响模具钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。
钢铁中的化学成分对钢材的作用(六)钢铁中的化学成分对钢材的作用/文青岛宏正金属16、硼(B):模具钢中加入微量的硼就可改善模具钢的致密性和热轧性能,提高强度。
17、氮(N):氮能提高模具钢的强度,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。
模具钢中加入稀土,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。
CEV和CET都是碳当量公式:CEV(%)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15CET(%)=C+(Mn+Mo)/10+(Cr+Cu)/20+Ni/40传统的碳当量控制焊接冷裂纹的概念,即CEV (Carbon Equivalent Value)或Ceq(IIW):CEV(%)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15德国Thyssen钢厂为代表的Uwer博士,求出了反映冷裂纹评定的CET计算公式:CET=C+(Mn+Mo)/10+(Cr+Cu)/20+Ni/40通常抗氢致开裂HIC(Hydrogen Induced Crack)主要是针对低碳高强度结构钢制压力管线讲的( 现代管线钢属于低碳或超低碳的微合金化钢)。
目前国内生产的此类专用钢(抗HIC专用钢)主要材料牌号有:16MnR(HIC),20R(HIC),SA516(HIC)。
该类钢的碳当量可用Ce=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15计算。
质保书中C:0.022,Mn:1.05,Cr:18.20,Ni:8.32材料成分大致符合不锈钢00Cr19Ni10(GB/T1220—1992)主要元素成分要求。
提供的是00Cr19Ni10或类似材质,应该没有太大问题。
参考资料:关于提高提高管线钢抗HIC能力的措施提高管线钢抗HIC能力的措施有成份设计、冶炼控制、连铸工艺、控轧控冷等四个方面。
展开来说,主要有三点:提高钢的线纯净度。
采用精料及高效铁水预处理(三脱)及复合炉外精炼,达到S≤0.001%,P≤0.010%,[O]≤20ppm,[H]≤1.3ppm。
同时采用Ca处理。
②晶粒细化。
主要通过微合金化和控轧工艺使晶粒充分细化,提高成分和组织的均匀性。
为此,钢水和连铸过程要电磁搅拌;连铸过程采用轻压下技术;多阶段控制轧制及强制加速冷却工艺;Tio处理,使得钢获得优良的显微组织和超细晶粒,最终组织状态是没有带状珠光体的针状铁素体或贝氏体。
③昼降低含C 量(C≤0.06%),控制Mn含量,并添加Cu和Ni。
从炼钢来看,宝钢、武钢、鞍钢、攀钢、太钢等企业能生产不同等级的管线钢种,目前国内能生产X42、X52、X60、X65、X70等,X70目前在试用。
管线钢国产化程度大幅度提高,产品质量有了显著的改进,产品的成份控制、强度、韧性、晶粒度、焊接性能等均已接近或达到国外同类产品的水平。
(作者前言):2001年1月,中国石化科技开发部邀请英国壳牌石油公司材料专家霍普金申(音译)在南京就“高S原油加工过程中硫腐蚀及防护选材准则”做了讲座。
由于国情不同和国外专家有所保留,这篇资料的有些内容不太全面。
我将在写完全文以后把我自己的看法拿出来,请大家指点。
注:问----中石化各公司代表提问答----霍普金申问1:精馏塔顶腐蚀的解决方法?答:1.塔顶选用耐腐蚀材料。
2.为了防止原油中的氯离子腐蚀,在原油中加NaOH中和;3.塔顶注入缓蚀剂。
问2:关于茂名石化精馏塔塔盘选用Monel(蒙耐尔)材料,你有什么看法?答:日本解决的方法是用钛材,价格太高。
蒙耐尔[便宜一些。
另外可采用脱S的办法。
原油中S含量要达到20磅/千桶需要脱S。
在原油中加碱,要考虑成本。
氯离子腐蚀在塔顶加合成胺,有机胺太贵。
低温下主要是氯离子副食,S腐蚀反而次要。
问3:谈谈蒸馏塔的腐蚀。
答:塔处于高S高Cl状态,250℃以上Cr5Mo管子有轻度腐蚀,塔顶露点腐蚀严重,321材质发生点腐蚀和开裂,要用Monel400。
问4:焦化装置顶部Cr5Mo管线腐蚀,340度时更严重,如何防腐?答:炼制委内瑞拉油就用碳钢,炼制墨西哥油就不可以。
委内瑞拉原油含S高,但为非活性S,可用CS(cardon steel即碳钢)。
中东油含S也高,而且为活性S,用Cr9Mo。
问5:谈谈S腐蚀答:二硫醚在高温下腐蚀最厉害,中东油含各种形式的S,包括噻吩、硫化氢、R-S-R等,油对CS腐蚀除与S含量有关外,还应了解S是以何种形式存在的,因为各种形式的S腐蚀性不同。
问6:噻吩高温会不会分解?答:不会。
问7:谈谈减压塔的腐蚀答:塔底会有S腐蚀,特别是对于含活性S高的中东油,解决炼制中东油的一个办法是用Cr9Mo.有机胺可以形成黏着力很强的膜,起到缓蚀作用,通常的方法是每天测量排气中的硫化氢,每天调节注入胺量。
总的讲,加入缓蚀剂只能减缓腐蚀,最好使用合金钢,对于长期加入缓蚀剂,也是很贵的。
问8:储罐、半成品罐等会发生FeS自燃,如何防止?答:侧壁涂有机锌涂料,可耐温700°F,底部涂聚脂形非导电涂料,可耐温200°F。
涂料寿命10年更换1次。
问9:LPG罐如何防腐?答:无特殊的措施,定期检查裂纹,有硫化氢腐蚀开裂,用涂料没用。
问10:谈谈原油储罐底部的防腐答:底部有盐腐蚀、沉积物腐蚀及且凸凹不平,采用涂水泥的方法,一般可用8-10年问11:如何处理油罐底部的沉积物、渣?答:掩埋问12:罐底涂料耐温200°F,如何清扫?答:不用蒸汽,是用水洗。
问13:储罐底部如何防腐?答:弧形顶部不用防腐,内浮顶罐内浮顶用镀铝。
问14:谈谈加氢裂化反映器的堆焊层裂纹,如何保证奥氏体不锈钢在停工清洗时候的堆焊层免遭腐蚀?答:硫化铁及连多硫酸对材料有腐蚀,处理不好有腐蚀发生,推荐用2%苏打水来清洗,碱洗时会造成不锈钢腐蚀。