A. 硫磷元素的含量為什麼在碳鋼中要嚴格控制
1. 硫和磷在碳鋼中的含量需要嚴格控制,因為它們對鋼材的性質有顯著影響。
2. 硫會導致鋼材產生「熱脆」,即在高溫下變得脆弱,而磷則會引起「冷脆」,即在低溫下容易碎裂。
3. 硫和磷都會降低鋼材的焊接性能,使得焊接過程變得困難,影響焊接接頭的質量。
4. 盡管硫和磷被視為有害元素,但它們在適當控制下也可以改善鋼材的某些性能,例如硫可以增強鋼材的切削加工性,使其更易於機械加工。
5. 因此,盡管硫和磷在某些方面對鋼材性能有不利影響,但通過嚴格控制其含量,可以在保證鋼材質量和性能的同時,充分發揮它們的潛在優勢。
B. 在鋼材中什麼元素是有害雜質會使鋼的性能變壞
對鋼材性能產生影響的元素:
1. 碳:含碳量越高,鋼材的硬度越大,但其可塑性和韌性則越差。
2. 硫:硫是鋼材中的有害雜質,含量較高的硫會導致鋼材在高溫下易於脆裂,這種現象稱為熱脆性。
3. 磷:磷會顯著降低鋼材的可塑性和韌性,尤其在低溫下更為嚴重,這種性質稱為冷脆性。優質鋼材中需要嚴格控制硫和磷的含量。然而,在低碳鋼中適量的硫和磷可以使其切削性能更好,從而改善鋼材的可切削性。
4. 錳:錳能提高鋼材的強度,減輕或消除硫的不利影響,並能增強鋼材的淬透性。高錳鋼,即含錳量很高的合金鋼,具有良好的耐磨性和其他物理性能。
5. 硅:硅能提高鋼材的硬度,但會降低其可塑性和韌性。在電工用鋼中,含有一定量的硅能改善軟磁性能。
6. 鎢:鎢能提高鋼材的紅硬性和熱強性,同時增強其耐磨性。
7. 鉻:鉻能提高鋼材的淬透性和耐磨性,增強其抗腐蝕能力和抗氧化作用。
8. 釩:釩能細化鋼材的晶粒組織,提高其強度、韌性和耐磨性。在高溫下,釩以奧氏體形式存在時,能增加鋼材的淬透性;反之,以碳化物形式存在時,會降低淬透性。
9. 鉬:鉬能顯著提高鋼材的淬透性和熱強性,防止回火脆性,增強剩磁和矯頑力。
10. 鈦:鈦能細化鋼材的晶粒組織,從而提高其強度和韌性。在不銹鋼中,鈦能消除或減輕晶間腐蝕現象。
11. 鎳:鎳能提高鋼材的強度和韌性,增加淬透性。鎳含量高時,能顯著改變鋼材的物理性能,增強其抗腐蝕能力。
12. 硼:鋼材中微量(0.001-0.005%)的硼就能顯著提高其淬透性。
13. 鋁:鋁能細化鋼材的晶粒組織,阻礙低碳鋼的時效,提高其在低溫下的韌性,還能增強抗氧化性、耐磨性和疲勞強度等。
14. 銅:銅能顯著改善普通低合金鋼的抗大氣腐蝕性能,尤其是與磷配合使用時效果更佳。
C. 化學元素C、Mn、Si、S、P中,對鋼材有害的元素是什麼其中什麼會使鋼材產生「冷脆」。
對鋼材有害的元素,要看你是什麼鋼材。但通常情況下、S都是有害的。冷脆的是P。
磷P:
在一般情況下,磷是鋼中有害元素,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。因此通常要求鋼中含磷量小於0.045%,優質鋼要求更低些。
硫 S
硫在鋼中為有害元素,通常要求硫含量小於0.055%,優質鋼要求小於0.040%。
a、使鋼產生熱脆性,降低鋼的延展性和韌性,在鍛造和軋制時造成裂紋。
b、破壞鋼的焊接性能,降低耐腐蝕性。
c、可使鋼的強度降低,因此有利於鋼的切削,但除了易切鋼之外,極少利用。
碳C
a、鋼中含碳量增加,屈服點和抗拉強度升高,塑性和沖擊性降低。
b、當碳量超過0.23%時,焊接性能變壞,因此用於焊接的低合金結構鋼,含碳量一般不超過0.20%。碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力。
c、能增加鋼的冷脆性和時效敏感性。
錳 Mn
在煉鋼過程中,錳是良好的脫氧劑和脫硫劑,一般鋼中含錳0.30-0.50%。
a、含量增加可增加鋼的強度及硬度,對提高低碳和中碳珠光體鋼的強度及硬度有顯著的作用
b、有脫氧及脫硫的功效,故錳能發揮鋼的鍛造性與可塑性。
c、鋼中含量多時,可降低鋼的淬火溫度,提高鋼的淬透性。
d、可增進鋼的硬化深度,尤其在含碳量高的由硬性錳鋼最為顯著,對鋼的高溫瞬時強度有所提高。
缺點:
1.含錳較高時,有較明顯的回火脆性現象;
2.錳有促進晶粒長大的作用,因此錳鋼對過熱較敏感t在熱處理工藝上必須注意,這種缺點可用加入細化晶粒元素如鉬、釩、鈦等來克服。
3.當錳的質量分數超過1%時,鋼的焊接性能變壞,
4.錳會使鋼的耐銹蝕性能降低。
Si
在煉鋼過程中加硅作為還原劑和脫氧劑,所以鎮靜鋼含有0.15-0.30%的硅。
a、阻礙碳元素溶於鋼中,對於碳量較高的鋼,硅多則增加脆性,加速鋼的晶粒生長,使其變粗,含量需控制在0.05%~0.30%。
b、提高鋼中固溶體的強度和冷加工硬化程度使鋼的韌性和塑性降低,增加鋼的電磁傳導率,故適於製造電器材料。
c、增高淬火溫度,增加耐熱鋼的氧化性。
d、顯著地提高鋼的彈性極限、屈服極限和屈強比,在調質結構鋼中加入1.0-1.2%的硅,強度可提高15-20%。
e、提高耐腐蝕性。硅的質量分數為15%一20%的高硅鑄鐵,是很好的耐酸材料。含有硅的鋼在氧化氣氛中加熱時,表面也將形成一層SiO2薄膜,從而提高鋼在高溫時的抗氧化性。
缺點:使鋼的焊接性能惡化。
D. 化學元素C、Mn、Si、S、P中,對鋼材有害的元素是什麼其中什麼會使鋼材產生「冷脆」。
一般來說:化學元素C、Mn、Si、S、P中,對鋼材有害的元素是S
P;S的主要危害是使鋼材產生冷脆。但是,對於特殊的鋼種,S也是有益的元素,如易切削鋼等少數鋼種,可以使得鋼材的切削加工更宜進行。