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杂质元素对钢性能的影响

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:碳素钢中常见的杂质有锰、硅、硫、磷等,它们对碳素钢的性能产生不同程度的影响。锰具有一定的脱氧能力,能将FeO还原为Fe,显著改善钢的质量;锰能与硫化合成MnS,以减轻硫的有害作用;锰还能溶解于铁中,形成含锰铁素体,提高钢的强度和硬度。总之,锰对碳钢的性能有良好的影响,是一种有益元素。磷在钢中全部溶于α-Fe中,它在使钢的强度和硬度提高的同时,塑性和韧性却显著降低。

杂质元素对钢性能的影响

碳素钢中常见的杂质有锰、硅、硫、磷等,它们对碳素钢的性能产生不同程度的影响。

1.锰和硅

锰和硅是在炼钢时作为脱氧剂加入钢中的。锰具有一定的脱氧能力,能将FeO还原为Fe,显著改善钢的质量;锰能与硫化合成MnS,以减轻硫的有害作用;锰还能溶解于铁中,形成含锰铁素体,提高钢的强度和硬度。总之,锰对碳钢的性能有良好的影响,是一种有益元素。硅的脱氧作用比锰强,能将FeO还原为Fe,能显著改善钢的质量。硅也能溶入α-Fe,从而提高钢的强度和硬度。

2.硫和磷(www.xing528.com)

硫和磷是从原料及燃料中带入钢中的有害杂质。硫不溶于α-Fe,以化合物(FeS)的形式存在。FeS与Fe能形成低熔点晶体(熔点985℃)。当钢材在1000~1200℃进行压力加工时,由于FeS-Fe共晶体已经熔化,从而导致钢在加工时开裂,这种现象称为“热脆”。但硫能改善钢材的切削性能,所以在制造要求表面粗糙度值较小而强度要求不十分严格的零件时,可采用硫的质量分数较高的易切削结构钢。

磷在钢中全部溶于α-Fe中,它在使钢的强度和硬度提高的同时,塑性和韧性却显著降低。当钢中磷的质量分数达0.3%时,钢完全变脆,冲击韧度接近零值。这种脆性现象在低温时更为严重,此现象称为“冷脆”。

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