⑴ 關於鋼管的化學元素問題
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。
⑵ 鋼材中的C、S、Si、Mn、P元素增加或降低會影響什麼
1。碳是鋼鐵來中重要元素,當碳含量增源加時其強度和硬度隨之增加,而塑性和延展性卻隨之降低,使鋼變脆且難以加工 2。硫是沒用的雜質。在通常情況下是有害元素。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 3。硅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。如果鋼中含硅量超過0.50-0.60%, 硅就算合金元素。硅能顯著提高鋼的彈性極限,屈服點和抗拉強度,故廣泛用於作彈簧鋼 。在調質結構鋼中加入 1.0-1.2%的硅,強度可提高15-20%。硅和鉬、鎢、鉻等結合,有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用,可製造耐熱鋼。 含硅1-4%的低碳鋼,具有極高的導磁率,用於電器工業做矽鋼片。硅量增加,會降低鋼的焊接性能。 4。錳在鋼鐵材料中的作用:溶入金屬材料基體,起固溶強化的作用;形成碳化物,起彌散強化的作用; 提高鋼的淬透性。 增加鋼的耐回火性, 產生二次硬化。避免第二類回火脆性。錳鋼的機械加工性能和耐磨耐蝕性能強 5。
⑶ 鋼材中元素S和元素P主要起什麼作用
元素S,也就是元素硫,在鋼材中能提高鋼的切削加工性能,在易切削鋼中硫作為有益元素加入。在滾珠軸承鋼中,硫化物在一定范圍內表現出有益作用從[S]%從0.0008%增至0.013%~0.018%,可顯著隨著硫的增加可顯著改善疲勞性能。
對於元素P,也就是元素磷,在常規鋼種中,磷是一種有害的雜質元素,但是對於耐候鋼而言,磷則是一種有用元素,當耐候鋼中的磷含量處於0.04~0.15 %之間,P和 Cu同時加入鋼中,可以使內銹層分帶明顯,更有利於提高鋼的耐蝕性。
⑷ 微量元素Si. Mn. s. p的含量不同對鋼材有什麼影響
Si 在鋼中是一來種有益元素,在室自溫下溶於鐵素體,對鋼有一定的強化作用,但是少於0.5%對鋼的性能影響不顯著。
Mn 也是一種有益元素,在室溫下溶於鐵素體,對鋼有一定的強化作用,少於1%對鋼的性能影響不顯著。
S主要以Fes形態存在鋼中,Fes的塑性差,所以S含量高,鋼的脆性較大。
P能全部溶於鐵素體中並有強烈的固溶強化作用,使鋼的強度、硬度增加,但是塑性、韌性顯著降低,低溫時這種強化現象更嚴重,在高寒地帶和其他低溫條件下工作的結構件具有強烈的危害性。
⑸ 焊材的 S、P含量為什麼不能做到和鋼板的一樣
焊材硫、磷含量跟鋼板一樣就是不合格的焊材!
原因在於:
S、P對於鐵基材料都是有害雜質
S、P溶解度與溫度成正比,即溫度越高,溶解度越大。
焊接過程實質就是一個熔鑄過程,焊接坡口形成的熔池,溫度遠比之外的鋼板母材高。這樣,鋼板中的S、P就會向熔池中擴散,如果焊材雜質含量與母材一樣高,擴散造成的後果就是焊縫熔池雜質含量遠比鋼板母材還高。更惡劣的是,隨著焊接完成溫度降低,在溫度梯度的作用下,S、P等雜質最後會在焊縫中心形成最高濃度。嚴重的形成分層,接頭脆弱,不堪一擊。
焊接的質量要求是焊接接頭強度不低於母材。而使用雜質含量高的焊材,在焊縫中富集的雜質濃度居然比母材還高。後果是很容易想像的——焊接接頭強度遠低於母材,這就完全與焊接的目的背道而馳。
解決方法:
極大地降低焊材的雜質含量。既然焊接過程熔池可能因成分偏析富集雜質,那就大大降低焊材本身的雜質,以使最終的雜質含量遠低於母材,保證焊縫強度高於母材。通常焊材比鋼板雜質含量要小兩個數量級。
有意識地在焊劑中添加錳、鈣和某些稀土元素。這些元素比鐵更易於與S、P結合,形成難溶於鐵水的渣皮,排出熔池,降低雜質含量,保證強度和質量。
⑹ 鋼材的P和S指的是什麼,謝謝
鋼材的P指標代表磷含量,代表硫含量。
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,用於易切鋼,所以易切鋼含磷也較高。磷溶於鐵素體,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,顯著降低鋼的塑性和韌性,致使鋼在冷加工時容易脆裂,也即所謂」冷脆」現象。磷對焊接性也有不良影響。磷是有害元素,應嚴加控制,一般含量不大於0.030%-0.040%。
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的形式存在;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。鋼在1100-1200℃進行軋制時,晶界上的FeS就將熔化,大大地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%。為了防止因硫導致的脆性,應加入足夠的錳,使其形成熔點較高的MnS。若鋼中含硫量偏高,焊接時由於SO2的產生,將在焊接金屬內形成氣孔和疏鬆
⑺ 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。
⑻ 在煉鋼過程中如何去除P元素和S元素
價電子數等於它的族序數,p是第五主族元素所以價電子數為5,s是第六主族元素所以價電子數為6
⑼ 如何降低鋼材中硅的含量
降低鋼材中硅的含量,加入碳酸鈣或者是氧化鈣。
鋼材應用廣泛回、品種繁多,根據答斷面形狀的不同,鋼材一般分為型材、板材、管材和金屬製品四大類。鋼材是鋼錠、鋼坯或鋼材通過壓力加工製成的一定形狀、尺寸和性能的材料。大部分鋼材加工都是通過壓力加工,使被加工的鋼(坯、錠等)產生塑性變形。根據鋼材加工溫度不同,可以分為冷加工和熱加工兩種。
鋼材(Steel):是鋼錠、鋼坯或鋼材通過壓力加工製成所需要的各種形狀、尺寸和性能的材料。
鋼材是國家建設和實現四化必不可少的重要物資,其應用廣泛、品種繁多,根據斷面形狀的不同、鋼材一般分為型材、板材、管材和金屬製品四大類,為了便於組織鋼材的生產、訂貨供應和搞好經營管理工作,又分為重軌、輕軌、大型型鋼、中型型鋼、小型型鋼、鋼材冷彎型鋼,優質型鋼、線材、中厚鋼板、薄鋼板、電工用硅鋼片、帶鋼、無縫鋼管鋼材、焊接鋼管、金屬製品等品種。
⑽ C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo元素在鋼中的作用和熱處理時的影響
1、碳(C):鋼中碳含量增加,屈服點和抗拉強度增加,但塑性和抗沖擊性下降。當碳含量超過0.23%時,鋼的可焊性劣化,因此用於焊接。對於低合金結構鋼,碳含量通常不超過0.20%。
高碳含量也降低了鋼的耐大氣腐蝕性。露天堆場的高碳鋼容易腐蝕;此外,碳可以增加鋼的冷脆性和年齡敏感性。典型的例子是低碳鋼,高碳鋼和高碳鋼的機械性能的變化。
2、錳(Mn):錳是一種良好的脫氧劑和脫硫劑。鋼一般含有一定量的錳,可以消除或減少由硫引起的鋼的熱脆性,從而提高鋼的熱加工性。
錳和鐵形成固溶體,增加鋼中鐵素體和奧氏體的硬度和強度;同時,它是一種碳化物形成元素,並進入滲碳體中以取代一部分鐵原子。鋼中的錳是由於降低了臨界轉變溫度。起到提煉珠光體的作用。
它還間接地起到提高珠光體鋼強度的作用;錳穩定奧氏體結構的能力僅次於鎳,並且還強烈地提高了鋼的淬透性。含量不大於2%的錳已與其它元素組合使用以形成多種合金鋼。
3、硅(Si):硅可以溶解在鐵素體和奧氏體中,提高鋼的硬度和強度,其作用僅次於磷,強於錳,鎳,鉻,鎢,鉬和釩。
然而,當硅含量超過3%時,鋼的可塑性和韌性將顯著降低。硅可以提高鋼的彈性極限,屈服強度和屈服比(σs/σb),以及疲勞強度和疲勞比(σ-1 /σb)。這就是硅或硅錳鋼可用作彈簧鋼的原因。
硅可以降低鋼的密度,導熱性和導電性。它可以促進鐵素體晶粒的粗化。降低矯頑力。它具有降低晶體各向異性,使磁化容易,並且磁阻減小的趨勢。它可用於生產電工鋼,因此硅鋼片的磁滯損耗低,硅可以提高鐵氧體的磁導率,使硅鋼片在較弱的磁場下具有較高的磁感應強度領域。然而,在強磁場下,硅降低了鋼的磁感應強度。硅具有很強的脫氧力,可以降低鐵的磁老化效應。
4、硫(S):增加硫和錳的含量可以提高鋼的切削性能。硫作為易切削鋼中的有益元素添加。
硫在鋼中嚴重分離,會降低鋼的質量。在高溫下,降低鋼的延展性是一種有害元素,以熔點較低的FeS形式存在;僅FeS的熔點僅為1190℃,鋼中鐵與共晶的共晶溫度較低,僅為988℃,當鋼凝固時,硫化鐵在初級晶界處集中。當鋼在1100-1200℃下軋制時,晶界上的FeS將熔化,大大削弱了晶粒之間的結合力,導致鋼的熱脆性。
5、磷(P):磷在鋼中具有強固溶強化和冷加工硬化效果。作為添加到低合金結構鋼中的合金元素,它可以提高鋼的強度和耐大氣腐蝕性,但降低其冷沖壓性能。
磷與硫和錳的結合可以提高鋼的切削性能,提高加工零件的表面質量,用於易切削鋼,因此易切削鋼的磷含量也很高。
磷可溶於鐵素體。雖然它可以提高鋼的強度和硬度,但最大的危害是嚴重的偏析,增加回火脆性,並顯著降低鋼的塑性和韌性,這使得鋼在冷加工過程中易於變脆。脆弱現象。磷對可焊性也有不利影響。磷是一種有害元素,應嚴格控制。一般含量不超過0.030%-0.040%。
6、鉻(Cr):鉻可以提高鋼的淬透性並具有二次硬化效果。
它可以提高高碳鋼的硬度和耐磨性,而不會使鋼脆;當含量超過12%時。該鋼具有良好的高溫抗氧化性和抗氧化介質腐蝕性。它還提高了鋼的熱強度,鋼是不銹耐酸鋼和耐熱鋼的主要合金元素。
7、鉬(Mo):鉬提高鋼的淬透性和熱強度。在某些介質中防止回火脆性,提高剩磁和矯頑力以及耐腐蝕性。在淬火和回火鋼中,鉬可以加深和硬化較大截面的部分,提高鋼的回火抗力或回火穩定性,使零件在較高溫度下回火,從而更有效地(或減少)殘余應力,提高塑性。