1. 磷是鋼中的有害元素,磷含量增加,鋼材的塑性和韌性明顯下降,因而建築用鋼中要求磷含量
優質碳素結構鋼磷小於等於0.035%,一般鋼材數值記不清了,你查查鋼材國家標准就知道了
2. 鋼材中摻雜磷會導致什麼影響
磷是鋼材中的有害元素,增加鋼的冷脆性,使焊接性能變壞,降低塑性,使冷彎性能變壞。通常情況下,鋼中磷的含量控制的越低越好
3. 硅,錳,磷,硫對剛的性能會產生那些影響
碳(C):
是對鋼的性能影響最大的基本元素。不同的碳含量依據鋼中雜質元素含量和軋後冷卻條件的不同對於鋼的性能影響是不同的,隨著鋼中碳含量的增加,碳鋼在熱軋狀態下的硬度直線上升,塑性和韌性降低。在亞共析范圍內,碳對抗拉強度的影響是,隨著碳含量增加,抗拉強度不斷提高,超過共析范圍後,抗拉強度隨碳含量的增加減緩,最後發展到隨碳含量的增加抗拉強度降低。另外,含碳量增加時碳鋼的耐蝕性降低,同時碳也使碳鋼的焊接性能和冷加工(沖壓、垃拔)性能變壞。
硅(Si):
硅在碳鋼的含量≤0.50%。硅也是鋼中的有益元素。在沸騰鋼中,含硅量很低,硅是作為脫氧元素加入到鋼中。在鎮靜鋼中硅的含量一般為0.12~0.37%。硅增大了鋼液的流動性,除了形成非金屬夾雜外,硅溶於鐵素體中。隨著硅含量的提高,鋼的抗拉強度提高,屈服點提高,伸長率下降,鋼的面縮率和沖擊韌性顯著降低。
錳(Mn):
在碳鋼中,錳是有益元素。錳是作為脫氧除硫的元素加入到鋼中的。對於鎮靜鋼來說,錳可以提高硅和鋁的脫氧效果,可以同硫形成硫化錳,相當程度上降低硫在鋼中的危害。錳對碳鋼的力學性能有良好的影響,它能提高鋼熱軋後的硬度和強度,原因是錳溶入鐵素體中引起固溶強化。因此,精煉過程中要按照技術要求嚴格穩定控制各爐次的錳含量。
磷(P):
一般來說,磷是鋼中的有害元素。它來源於礦石和生鐵等煉鋼原料。磷能提高鋼的強度,但使塑性和韌性降低,特別是使鋼的脆性轉折溫度急劇上升,即提高鋼的冷脆性(低溫變脆)。由於磷的有害影響,同時考慮到磷有較大的偏析,因而對其含量要嚴格的控制。但是在含碳量比較低的鋼種中,磷的冷脆危害比較小。在這種情況下,可以用磷來提高鋼的強度,如鞍鋼生產的高強度IF鋼就需要加入磷。另外,在適當的情況下,還利用磷的其他一些有益作用,如增加鋼的抗大氣腐蝕能力,如集裝箱用鋼;提高磁性,如電工硅鋼;改善鋼材的易切削加工性,減少熱軋薄板的粘結等。
硫(S):
一般來說,硫是有害元素,他主要來自於煉鐵、煉鋼時加入的原材料和燃燒產物,二氧化硫。硫最大的為危害是引起鋼在熱加工時開裂,即產生所謂的熱脆。硫能提高鋼材的切削加工性,這是硫的有益作用。
氮(N):
鋼中的氮來自爐料,同時,在冶煉、澆鑄時鋼液也會從爐氣和大氣中吸收氮。氮引起碳鋼的淬火時效和形變時效,從而對碳鋼的性能發生顯著的影響。由於氮的時效作用,鋼的硬度、強度固然提高,但是塑性和韌性降低,特別是在形變時效的情況下,塑性和韌性的降低比較顯著。因此,對於普通低合金鋼來說,時效現象是有害的,因而氮是有害元素。但對於一些細晶粒鋼以及含釩、鈮鋼,由於氮化物的強化細化晶粒作用,氮成為有益元素。另外,作為合金元素,氮在不銹耐酸鋼中得到應用,此外,氮化處理方法能使機器零件獲得極好的綜合力學性能,從而使零件的使用壽命延長。
氫(H):
鋼中的氫是由銹蝕含水的爐料或從含有水蒸氣的爐氣中吸收的。氫對鋼的危害是很大的。一是引起氫脆,即在低於鋼材極限應力的作用下,經一定的時間後,在無任何預兆的情況下突然斷裂,往往造成災難性的後果。二是導致鋼材內部產生大量細微裂紋缺陷——白點,在鋼材縱端面上呈光滑的銀白的斑點,在酸洗後的端面上呈較多的發絲狀裂紋,白點使鋼材的延伸率顯著下降,尤其是端面收縮率和沖擊韌性降低得更多,有時可能接近於零值。因此具有白點的鋼是不能用的,這類缺陷主要發生在合金鋼中。
氧(O)及其他非金屬夾雜物:
氧在鋼中的溶解度很低,幾乎全部以氧化物夾雜形式存在於鋼中,如FeO、AL2O3、MnO、CaO、MgO等。除此之外,鋼中還存在FeS、MnS、硅酸鹽、氮化物及磷化物等。這些夾雜物破壞了鋼的基體的連續性,在靜載荷和動載荷的情況下往往成為裂紋的起點。這些非金屬夾雜物的各種狀態不同程度的影響到鋼的各種性能,尤其是對於鋼的塑性、韌性、疲勞強度和抗腐蝕性等危害很大。因此,對於非金屬夾雜物應嚴格控制。
4. 硅、錳、硫、磷在鋼中的作用
( 1 )硫;是鋼中的有害雜物,含硫較高的鋼在高溫進行壓力加工時,容易脆裂,通常叫作熱脆性.
( 2 )磷;能使鋼的可塑性及韌性明顯下降,特別的在低溫下更為嚴重,這種現象叫作冷脆性.在優質鋼中,硫和磷要嚴格控制.但從另方面看,在低碳鋼中含有較高的硫和磷,能使其切削易斷,對改善鋼的可切削性是有利的.
( 3 )錳;能提高鋼的強度,能消弱和消除硫的不良影響,並能提高鋼的淬透性,含錳量很高的高合金鋼(高錳鋼)具有良好的耐磨性和其它的物理性能.
( 4)硅;它可以提高鋼的硬度,但是可塑性和韌性下降,電工用的鋼中含有一定量的硅,能改善軟磁性能.
5. 雜質元素對非合金鋼有何影響
非合金鋼:是指鋼中各元素含量低於規定值的鐵碳合金。(碳鋼)不僅價格低廉,容易加工,而且能滿足一般工程結構和機械零件的使用性能要求,是最廣泛應用的材料。
雜質元素對鋼性能的影響
鋼中常存雜質元素是鋼冶煉時進入的,它們對鋼的性能有一定的影響。
1、錳的影響
錳是由煉鐵原料鐵礦石及煉鋼時加脫氧劑(錳鐵)中帶入的,非合金鋼中錳的質量分數一般約為0.25%~0.80%。錳的脫氧能力較好,能清除鋼中的FeO,降低鋼的脆性,與硫化合成MnS,可以減輕硫的有害作用。錳還能溶於鐵素體形成置換固溶體,產生固溶強化,提高鋼的強度和硬度。錳在鋼中是一種有益元素。
2、硅的影響
硅是由煉鐵原料鐵礦石及煉鋼時加脫氧劑(硅鐵)中帶入的,非合金鋼中錳的質量分數一般約為0.10%~0.40%,硅的脫氧能力比錳強,與鋼液中的FeO生成爐渣,清除FeO對鋼質量的不良影響,也能溶於鐵素體中產生固溶強化,提高鋼的強度和硬度,硅在鋼中也是一種有益元素。
3、硫的影響
硫是在煉鐵時由礦石和燃料帶進的,它不溶於鐵,而是以化合物FeS的形式存在。FeS與Fe形成低熔點共晶體(熔點為985℃),分布在奧氏體的晶界上。當鋼在1000~1250℃進行熱加工時,由於晶界處共晶體熔化,將導致鋼變脆而開裂,這種現象稱為熱脆。因此,硫在鋼中是一種有害元素,必須嚴格控制。
4、磷的影響
磷是煉鐵時由礦石帶進的,在常溫下能溶入鐵素體,使鋼的強度、硬度提高,但使塑性和韌性降低。尤其在低溫下會使鋼的塑性、韌性急劇下降,脆性轉化溫度升高。這種現象稱為冷脆。在一般鋼中,磷是有害元素,應嚴格控制。
硫和磷雖是鋼中的有害元素,但適當提高它在鋼中的含量(一般Ws=0.08%~0.35%、Wp=0.05%~0.15%),可以改善鋼的切削加工性能,降價低工件表面粗糙度。
6. 鋼中常存元素有哪些對鋼的性能有何影響
通常說鋼中的雜質元素一般是指硅、錳、硫、磷。
碳鋼除含碳外一般還含有少量的硅、錳、硫、磷,它們對碳鋼的性能都有一定的影響。
一錳的影響
錳是煉鋼時加入錳鐵脫氧而殘留在鋼中的。錳的脫氧能力較好,能清除鋼中的FeO,降低鋼的脆性;錳還能與硫形成MnS,以減輕硫的有害作用。所以錳是一種有益元素。但是,作為雜質存在時,其含量(Wmn)一般不小於0.8%,對鋼的性能影響不大。
二硅的影響
硅是煉鋼時加入硅鐵脫氧而殘留在鋼中的。硅的脫氧能力比錳強,在室溫下硅能溶入鐵素體,提高鋼的強度和硬度。因此,硅也是有益元素。但作為雜質存在時,其含量(Wsi)一般小於0.4%,對鋼的性能影響不大。
三硫的影響
硫是煉鋼時由礦石和燃料帶入鋼中的。硫在鋼中與鐵形成化合物FeS,FeS與鐵則形成低熔點(985°C)的共晶體分布在奧氏體晶界上。當鋼材加熱到1100-1200°C進行鍛壓加工時,晶界上的共晶體已熔化,造成鋼在鍛壓過程中開裂,這種現象稱為「熱脆」。鋼中加入錳,可以形成高熔點(1620°C)的MnS,MnS呈晶粒狀分布在晶粒內,且在高溫下有一定的塑性,從而避免熱脆。因此,硫是有害元素,其含量(Ws)一般應嚴格控制在0.03%-0.05%以下。
四磷的影響
磷是煉鋼時由礦石帶入鋼中的。磷可全部溶於鐵素體,產生強烈的固溶強化,,使鋼的強度和硬度增加,但塑性韌性顯著下降。這種脆化現象在低溫時更為嚴重,故稱為「冷脆」。磷在結晶時還容易偏析。從而在局部發生冷脆。因此,磷也是有害元素,其含量必須嚴格控制在0.035%-0.045%以下。
但是,在硫磷含量較多時,由於脆性較大,切削容易脆斷而形成斷裂切屑,改善鋼的切削加工性。這是硫、磷有利的一面。
7. 為什麼在非合金鋼中要嚴格控制硫磷的質量分數
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提高硫和錳的含量,可以改善鋼的被切削性能,在易切削鋼中,硫作為有益元素加入。硫在鋼中偏析嚴重。惡化鋼的質量,在高溫下,降低鋼的塑性,是一種有害元素,它以熔點較低的FeS形式存在。單獨存在的FeS的熔點只有1190℃,而在鋼中與鐵形成共晶體的共晶溫度更低,只有988℃,當鋼凝固時,硫化鐵析集在原生晶界處。鋼1100~1200℃進行軋制時,晶界上的FeS就將熔化,大大的削弱了晶粒之間的結合力,導致鋼的熱脆現象,因此對硫應嚴加控制。一般控制在0.020%~0.050%。為防止因硫導致的脆性,應加足夠的錳,使其形成熔點較高的MnS。若鋼中含流量偏高,焊接時由於SO2的產生,將在焊接金屬內形成氣孔和疏鬆。
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磷在鋼中固溶強化和冷作硬化作用強。作為合金元素加入低合金結構鋼中,能提高其強度和鋼的耐大氣腐蝕性能,但降低其冷沖壓性能。磷與硫和錳聯合使用,能增加鋼的被切削性能,增加加工件的表面質量,用於易切削鋼,所以易切削鋼含磷也比較高。磷用於鐵素體,雖然能提高鋼的強度和硬度,最大的害處是,偏析嚴重,增加回火脆性,顯著增加鋼的塑性和韌性,致使鋼在冷加工時容易脆裂也即所謂「冷脆」現象。磷對焊接性也有不利影響。磷是有害元素,應嚴加控制,一般含量不大於0.03%~0.04%。
8. 鋼中含硫量太多會引起鋼材的什麼含磷量太多會引起鋼材的什麼
硫是由生鐵及燃料帶入鋼中的雜質。在固態下,硫在鐵中的溶解度極小,而是以FeS的形態存在於鋼中。由於FeS的塑性差,使含硫較多的鋼脆性較大。更嚴重的是,FeS與Fe可形成低熔點(985℃)的共晶體,分布在奧氏體的晶界上。當鋼加熱到約1200℃進行熱壓力加工時,晶界上的共晶體已溶化,晶粒間結合被破壞,使鋼材在加工過程中沿晶界開裂,這種現象稱為熱脆性。為了消除硫的有害作用,必須增加鋼中含錳量。錳與硫優先形成高熔點(1620℃)的硫化錳,並呈粒狀分布在晶粒內,它在高溫下具有一定塑造性,從而避免了熱脆性。硫化物是非金屬夾雜物,會降低鋼的機械性能,並在軋制過程中形成熱加工纖維組織。因此,通常情況下,硫是有害的雜質。在鋼中要嚴格限制硫的含量。但含硫量較多的鋼,可形成較多的MnS,在切削加工中,MnS能起斷屑作用,可改善鋼的切削加工性,這是硫有利的一面。
磷有強烈的固溶強化作用,使鋼的強度、硬度增加,但塑性、韌性則顯著降低。這種脆化現象在低溫時更為嚴重,故稱為冷脆。一般希望冷脆轉變溫度低於工件的工作溫度,以免發生冷脆。而磷在結晶過程中,由於容易產生晶內偏析,使局部地區含磷量偏高,導致冷脆轉變溫度升高,從而發生冷脆。冷脆對在高寒地帶和其它低溫條件下工作的結構件具有嚴重的危害性,此外,磷的偏析還使鋼材在熱軋後形成帶狀組織。因此,通常情況下,磷也是有害的雜質。在鋼中也要嚴格控制磷的含量。但含磷量較多時,由於脆性較大,在製造炮彈鋼以及改善鋼的切削加工性方面則是有利的。磷由生鐵帶入鋼中,在一般情況下,鋼中的磷能全部溶於鐵素體中。
9. 請問鋼材中的C、S、Si、Mn、P元素對鋼材都有什麼影響,他們的作用分別是什麼
鋼材的質量及性能是根據需要而確定的,不同的需要,要有不同的元素含量.
(1)碳;含碳量越高,剛的硬度就越高,但是它的可塑性和韌性就越差.
(2)硫;是鋼中的有害雜物,含硫較高的鋼在高溫進行壓力加工時,容易脆裂,通常叫作熱脆性.
(3)磷;能使鋼的可塑性及韌性明顯下降,特別的在低溫下更為嚴重,這種現象叫作冷脆性.在優質鋼中,硫和磷要嚴格控制.但從另方面看,在低碳鋼中含有較高的硫和磷,能使其切削易斷,對改善鋼的可切削性是有利的.
(4)錳;能提高鋼的強度,能消弱和消除硫的不良影響,並能提高鋼的淬透性,含錳量很高的高合金鋼(高錳鋼)具有良好的耐磨性和其它的物理性能.
(5)硅;它可以提高鋼的硬度,但是可塑性和韌性下降,電工用的鋼中含有一定量的硅,能改善軟磁性能.
(6)鎢;能提高鋼的紅硬性和熱強性,並能提高鋼的耐磨性.
(7)鉻;能提高鋼的淬透性和耐磨性,能改善鋼的抗腐蝕能力和抗氧化作用.
(8)釩;能細化鋼的晶粒組織,提高鋼的強度,韌性和耐磨性.當它在高溫熔入奧氏體時,可增加鋼的淬透性;反之,當它在碳化物形態存在時,就會降低它的淬透性.
(9)鉬;可明顯的提高鋼的淬透性和熱強性,防止回火脆性,提高剩磁和嬌頑力.
(10)鈦;能細化鋼的晶粒組織,從而提高鋼的強度和韌性.在不銹鋼中,鈦能消除或減輕鋼的晶間腐蝕現象.
(11)鎳;能提高鋼的強度和韌性,提高淬透性.含量高時,可顯著改變鋼和合金的一些物理性能,提高鋼的抗腐蝕能力.
(12)硼;當鋼中含有微量的(
0.001
-
0.005
%)硼時,鋼的淬透性可以成倍的提高.
(13)鋁;能細化鋼的晶粒組織,阻抑低碳鋼的時效.提高鋼在低溫下的韌性,還能提高鋼的抗氧化性,提高鋼的耐磨性和疲勞強度等.
(14)銅;它的突出作用是改善普通低合金鋼的抗大氣腐蝕性能,特別是和磷配合使用時更為明顯。
10. 鋼材的化學成分
鋼材中除主要化學成分Fe鐵以外,還含有少量的碳(C)、硅(Si)、錳(Mn)、磷(P)、硫(S)、氧(0)、氮(N)、鈦(Ti)、釩(V)等元素,這些元素雖含量很少,但對鋼材性能的影響很大。
碳是決定鋼材性能的最重要元素,它影響到鋼材的強度、塑性、韌性等機械力學性能。當鋼中含碳量在0.8%以下時,隨著含碳量的增加,鋼的強度和硬度提高,塑性和韌性下降;但當含碳量大於1.0%時,隨含碳量增加,鋼的強度反而下降。一般工程用碳素鋼均為低碳鋼,即含碳小於0.25%,工程用低合金鋼含碳小於0.52%。
鋼中有益元素有錳、硅、釩、鈦等,控制摻入量可冶煉成低合金鋼。鋼中主要的有害元素有硫、磷及氧,要特別注意控制其含量。磷是鋼中很有害的元素之一,主要溶於鐵素體起強化作用。磷含量增加,鋼材的強度、硬度提高,塑性和韌性顯著下降。特別是溫度愈低,對塑性和韌性的影響愈大,從而顯著加大鋼材的冷脆性。磷也使鋼材可焊性顯著降低,但磷可提高鋼的耐磨性和耐蝕性。硫也是很有害的元素,呈非金屬硫化物夾雜物存在於鋼中,降低鋼材的各種機械性能。
由於硫化物熔點低,使鋼材在熱加工過程中造成晶粒的分離,引起鋼材斷裂,形成熱脆現象稱為熱脆性。硫使鋼的可焊性、沖擊韌性、耐疲勞性和抗腐蝕性等均降低。氧是鋼中有害元素,主要存在於非金屬夾雜物中,少量熔於鐵素體內。非金屬夾雜物降低鋼的機械性能,特別是韌性。氧有促進時效傾向的作用。氧化物所造成的低熔點亦使鋼的可焊性變差。
