常存杂质元素对碳钢性能的影响

常存杂质元素对碳钢性能的影响

碳钢中，碳是决定钢性能的主要元素。但是钢中还含有少量的锰、硅、硫、磷等常见杂质元素，它们对钢的性能也有一定的影响。㈠锰的影响

锰是炼钢时加入锰铁脱氧而残留在钢中的。锰的脱氧能力较好，能清除钢中的FeO，降低钢的脆性；锰还能与硫形成MnS,以减轻硫的有害作用。所以锰是一种有益元素。但是，作为杂质存在时，其含量（Wmn）一般不小于0.8%，对钢的性能影响不大。

㈡硅的影响

硅是炼钢时加入硅铁脱氧而残留在钢中的。硅的脱氧能力比锰强，在室温下硅能溶入铁素体，提高钢的强度和硬度。因此，硅也是有益元素。但作为杂质存在时，其含量（Wsi）一般小于0.4%，对钢的性能影响不大。

㈢硫的影响

硫是炼钢时由矿石和燃料带入钢中的。硫在钢中与铁形成化合物FeS，FeS与铁则形成低熔点（985°C）的共晶体分布在奥氏体晶界上。当钢材加热到1100-1200°C进行锻压加工时，晶界上的共晶体已熔化，造成钢在锻压过程中开裂，这种现象称为“热脆”。钢中加入锰，可以形成高熔点（1620°C）的MnS，MnS呈晶粒状分布在晶粒内，且在高温下有一定的塑性，从而避免热脆。因此，硫是有害元素，其含量（Ws）一般应严格控制在0.03%-0.05%

以下。

㈣磷的影响

磷是炼钢时由矿石带入钢中的。磷可全部溶于铁素体，产生强烈的固溶强化，，使钢的强度和硬度增加，但塑性韧性显著下降。这种脆化现象在低温时更为严重，故称为“冷脆”。磷在结晶时还容易偏析。从而在局部发生冷脆。因此，磷也是有害元素，其含量必须严格控制在0.035%-0.045%以下。

但是，在硫磷含量较多时，由于脆性较大，切削容易脆断而形成断裂切屑，改善钢的切削加工性。这是硫、磷有利的一面。