碳钢中含硫量过高将容易引起什么

❶ C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo元素在钢中的作用和热处理时的影响

1、碳（C）：钢中碳含量增加，屈服点和抗拉强度增加，但塑性和抗冲击性下降。当碳含量超过0.23％时，钢的可焊性劣化，因此用于焊接。对于低合金结构钢，碳含量通常不超过0.20％。

高碳含量也降低了钢的耐大气腐蚀性。露天堆场的高碳钢容易腐蚀;此外，碳可以增加钢的冷脆性和年龄敏感性。典型的例子是低碳钢，高碳钢和高碳钢的机械性能的变化。

2、锰（Mn）：锰是一种良好的脱氧剂和脱硫剂。钢一般含有一定量的锰，可以消除或减少由硫引起的钢的热脆性，从而提高钢的热加工性。

锰和铁形成固溶体，增加钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度;同时，它是一种碳化物形成元素，并进入渗碳体中以取代一部分铁原子。钢中的锰是由于降低了临界转变温度。起到提炼珠光体的作用。

它还间接地起到提高珠光体钢强度的作用;锰稳定奥氏体结构的能力仅次于镍，并且还强烈地提高了钢的淬透性。含量不大于2％的锰已与其它元素组合使用以形成多种合金钢。

3、硅（Si）：硅可以溶解在铁素体和奥氏体中，提高钢的硬度和强度，其作用仅次于磷，强于锰，镍，铬，钨，钼和钒。

然而，当硅含量超过3％时，钢的可塑性和韧性将显着降低。硅可以提高钢的弹性极限，屈服强度和屈服比（σs/σb），以及疲劳强度和疲劳比（σ-1 /σb）。这就是硅或硅锰钢可用作弹簧钢的原因。

硅可以降低钢的密度，导热性和导电性。它可以促进铁素体晶粒的粗化。降低矫顽力。它具有降低晶体各向异性，使磁化容易，并且磁阻减小的趋势。它可用于生产电工钢，因此硅钢片的磁滞损耗低，硅可以提高铁氧体的磁导率，使硅钢片在较弱的磁场下具有较高的磁感应强度领域。然而，在强磁场下，硅降低了钢的磁感应强度。硅具有很强的脱氧力，可以降低铁的磁老化效应。

4、硫（S）：增加硫和锰的含量可以提高钢的切削性能。硫作为易切削钢中的有益元素添加。

硫在钢中严重分离，会降低钢的质量。在高温下，降低钢的延展性是一种有害元素，以熔点较低的FeS形式存在;仅FeS的熔点仅为1190℃，钢中铁与共晶的共晶温度较低，仅为988℃，当钢凝固时，硫化铁在初级晶界处集中。当钢在1100-1200℃下轧制时，晶界上的FeS将熔化，大大削弱了晶粒之间的结合力，导致钢的热脆性。

5、磷（P）：磷在钢中具有强固溶强化和冷加工硬化效果。作为添加到低合金结构钢中的合金元素，它可以提高钢的强度和耐大气腐蚀性，但降低其冷冲压性能。

磷与硫和锰的结合可以提高钢的切削性能，提高加工零件的表面质量，用于易切削钢，因此易切削钢的磷含量也很高。

磷可溶于铁素体。虽然它可以提高钢的强度和硬度，但最大的危害是严重的偏析，增加回火脆性，并显着降低钢的塑性和韧性，这使得钢在冷加工过程中易于变脆。脆弱现象。磷对可焊性也有不利影响。磷是一种有害元素，应严格控制。一般含量不超过0.030％-0.040％。

6、铬（Cr）：铬可以提高钢的淬透性并具有二次硬化效果。

它可以提高高碳钢的硬度和耐磨性，而不会使钢脆;当含量超过12％时。该钢具有良好的高温抗氧化性和抗氧化介质腐蚀性。它还提高了钢的热强度，钢是不锈耐酸钢和耐热钢的主要合金元素。

7、钼（Mo）：钼提高钢的淬透性和热强度。在某些介质中防止回火脆性，提高剩磁和矫顽力以及耐腐蚀性。在淬火和回火钢中，钼可以加深和硬化较大截面的部分，提高钢的回火抗力或回火稳定性，使零件在较高温度下回火，从而更有效地（或减少）残余应力，提高塑性。

❷ 求金属工艺学习题答案

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《金属工艺学》模拟考试题
一、单项选择题：1、合金液体的浇注温度越高，合金的流动性[ ]，收缩率[ ]。A、愈好B、愈差C、愈小D、愈大
2、钢的淬透性主要决定于[ ]。A、合金元素含碳量B、含碳量C、淬火介质D、工件大小
3、热处理时，一般都要使金属常温组织经加热变成[ ]组织。A、珠光体B、渗碳体C、奥氏体D、莱氏体
4、采用一般的工艺方法，下列金属材料中，焊接性能较好的是[ ]。A、铜合金B、铝合金C、可锻铸铁D、低碳钢
5、在铸造生产的各种方法中，最基本的方法是[ ]。A、砂型铸造B、金属型铸造号C、离心铸造D、熔模铸造
6、合金液体的浇注温度越高，合金的流动性[ ]，收缩率[ ]。A、愈好B、愈差C、愈小D、愈大
7、钢的淬透性主要决定于[ ]。A、合金元素含碳量B、含碳量C、淬火介质D、工件大小
8、热处理时，一般都要使金属常温组织经加热变成[ ]组织。A、珠光体B、渗碳体C、奥氏体D、莱氏体
9、采用一般的工艺方法，下列金属材料中，焊接性能较好的是[ ]。A、铜合金B、铝合金C、可锻铸铁D、低碳钢
10、在铸造生产的各种方法中，最基本的方法是[ ]。A、砂型铸造B、金属型铸造号C、离心铸造D、熔模铸造
11、金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫( )A.硬度B.强度C.塑性D.弹性
12、正火是将钢加热到一定温度，保温一定时间，然后以什么形式冷却的一种热处理工艺( )A.随炉冷却B.在空气中冷却C.在油中冷却D.在水中冷却
13、对于低、中碳钢的小型锻件，常用的冷却方法是[ ]。A、坑冷B、炉冷C、水冷D、空冷
14、精加工后可安排的热处理有[ ]。A、整体淬火B、渗氮处理C、调质处理D、氮化处理
15、在铁碳合金状态图中，奥氏体冷却到ES线时开始析出[ ]。A、铁素体B、珠光体C、二次渗碳体D、莱氏体
16、为下列批量生产的零件选择毛坯：小轿车的偏心轴应选[ ]，皮带轮应选[ ]。A、锻件B、铸件C、焊接件D、冲压件
17．采用一般的工艺方法，下列金属材料中，焊接性能较好的是( )。
A.铜合金 B.铝合金 C．可锻铸件 D.低碳钢
18、板料在冲压弯曲时，弯曲圆弧的弯曲方向应与板料的纤维方向[ ]。A、垂直B、斜交C、一致
19．热处理时，一般都要使金属常温组织经加热变为( )组织。
A.珠光体 B．渗碳体 C.奥氏体 D．莱氏体
20．钢的淬硬性主要决定于( )。
A.合金元素含量 B．淬火介质 C．工件大小 D．含碳量
二、填空题。1、型砂应满足的性能要求是透气性、_______、可塑性、________及强度。2、共析钢的含碳量是_______,其组织全部有_________构成。3、焊条焊芯的作用是_____________________和__________________________。4、金属的塑性变形会导致其__________提高，___________下降，这种现象称为加工硬化。5、液态合金的___________能力，称为流动性。合金的结晶范围愈_________,其流动性愈好。因此，在选择铸造合金时，应尽量选择_____________的合金。6、金属的锻造性取决于________和__________，其中后者包括_________、__________和__________。7、金属的结晶过程由______________和_____________两个基本过程组成，并且这两个基本是同时进行的。8、铸件各部分的壁厚差异过大时，在厚壁处易产生___________缺陷，铸件结构不合理，砂型和型芯退让性差，落砂过早易产生__________缺陷。9、板料冲压的基本工序有_________、________、_________和__________四种。10、根据外力性质的不同，强度可分为_________、_________、抗压强度、________、______等。12、定向凝固原则适用于___________、___________、_________和__________的合金铸件。
11、钢的淬透性是指钢在淬火时获得_________________________的能力。12、金属的可锻性就金属的本身来说主要取决于金属的____________和_____________。13、在铁--渗碳体相图中，有四条重要的特征线，合金冷却通过下列特征线时：（1）、通过ECF水平线，发生_________反应，C点称为__________，生成__________,其含碳量为___________；（2）、通过PSK水平线，发生_________反应，S点称为___________，生成______________，其含碳量为_________；（3）、ES线又称为___________，它是_____________________，奥氏体冷却到此线时，开始析出___________________；（4）、GS线又称为____________，奥氏体冷却到此线时，开始析出___________。14、铁素体是碳溶解在__________中的__________，奥氏体是碳溶解在__________中的____________，马氏体是碳溶解在__________中的__________________。

❸ 含碳量对碳钢的组织和力学性能有什么影响

一般碳的含量越高硬度越大，韧性降低！以下是各种钢的特点的一些简介：
1
碳钢
碳钢也叫碳素钢，是含碳量wc小于2％的铁碳合金。碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。

按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类。碳素结构钢又可分为建筑结构钢和机器制造结构钢两种。

按含碳量可以把碳钢分为低碳钢(wc≤0.25％)，中碳钢(wc 0.25％一0.6％)和高碳钢(wc >O．6％)按磷、硫含量可以把碳素钢分为普通碳素钢(含磷、硫较高)、优质碳素钢(含磷、硫较低)和高级优质钢(含磷、硫更低) 。

一般碳钢中含碳量越高则硬度越高，强度也越高，但塑性降低。

2
碳素结构钢
这类钢主要保证力学性能，故其牌号体现其力学性能，用Q+数字表示，其中“Q”为屈服点“屈”字的汉语拼音字首，数字表示屈服点数值，例如Q275表示屈服点为275MPa。若牌号后面标注字母A、B、C、D，则表示钢材质量等级不同，含s、P的量依次降低，钢材质量依次提高。若在牌号后面标注字母“F”则为沸腾钢，标注“b”为半镇静钢，不标注“F，’或“b”者为镇静钢。例如Q235-A·F表示屈服点为235MPa的A级沸腾钢，Q235-c表示屈服点为235MPa的c级镇静钢。

碳素结构钢一般情况下都不经热处理，而在供应状态下直接使用。通常Q195、Q215、Q235钢碳的质量分数低，焊接性能好，塑性、韧性好，有一定强度，常轧制成薄板、钢筋、焊接钢管等，用于桥梁、建筑等结构和制造普通铆钉、螺钉、螺母等零件。Q255和Q275钢碳的质量分数稍高，强度较高，塑性、韧性较好，可进行焊接，通常轧制成型钢、条钢和钢板作结构件以及制造简单机械的连杆、齿轮、联轴节、销等零件。

3
优质结构钢
这类钢必须同时保证化学成分和力学性能。其牌号是采用两位数字表示钢中平均碳的质量分数的万分数(wс×10000)。例如45钢表示钢中平均碳的质量分数为0.45％；08钢表示钢中平均碳的质量分数为0.08％。

优质碳素结构钢主要用于制造机器零件。一般都要经过热处理以提高力学性能。根据碳的质量分数不同，有不同的用途。08、08F、10、10F钢，塑性、韧性高，具有优良的冷成形性能和焊接性能，常冷轧成薄板，用于制作仪表外壳、汽车和拖拉机上的冷冲压件，如汽车身、拖拉机驾驶室等；15、20、25钢用于制作尺寸较小、负荷较轻、表面要求耐磨、心部强度要求不高的渗碳零件，如活塞销、样板等；30、35、40、45、50钢经热处理(淬火+高温回火)后具有良好的综合力学性能，即具有较高的强度和较高的塑性、韧性，用于制作轴类零件，例如40、45钢常用于制造汽车、拖拉机的曲轴、连杆、一般机床主轴、机床齿轮和其他受力不大的轴类零件；55、60、65钢热处理(淬火+中温回火)后具有高的弹性极限，常用于制作负荷不大、尺寸较小(截面尺寸小于12～15mm)的弹簧，如调压和调速弹簧、柱塞弹簧、冷卷弹簧等。

4
碳素工具钢
碳素工具钢是基本上不含合金元素的高碳钢，含碳量在0.65％～1.35％范围内，其生产成本低，原料来源易取得，切削加工性良好，处理后可以得到高硬度和高耐磨性，所以是被广泛采用的钢种，用来制造各种刃具、模具、量具

但这类钢的红硬性差，即当工作温度大于250℃时，钢的硬度和耐磨性就会急剧下降而失去工作能力。另外，碳素工具钢如制成较大的零件则不易淬硬，而且容易产生变形和裂纹。

5
易切削结

构钢
易切削结构钢是在钢中加入一些使钢变脆的元素，使钢切削时切屑易脆断成碎屑，从而有利于提高切削速度和延长刀具寿命。使钢变脆的元素主要是硫，在普通低合金易切削结构钢中使用了铅、碲、铋等元素。

这种钢的含硫量ws在0.08％一0.30％范围内，含锰量wMn在0.60％-1.55％范围内。钢中的硫和锰以硫化锰形态存在，硫化锰很脆并有润滑效能，从而使切屑容易碎断，并有利于提高加工表面的质量。

6
合金钢
在钢中除含有铁、碳和少量不可避免的硅、锰、磷、硫元素以外，还含有一定量的合金元素，钢中的合金元素有硅、锰、钼、镍、铬、钒、钛、铌、硼、铅、稀土等其中的一种或几种，这种钢叫合金钢。

各国的合金钢系统，随各自的资源情况、生产和使用条件不同而不同，国外以往曾发展镍、铬钢系统，我国则发现以硅、锰、钒、钛、铌、硼、稀土为主的合金钢系统。

合金钢在钢的总产量中约占百分之十几，一般是在电炉中冶炼的。

按用途可以把合金钢分为8大类，它们是：合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热不起皮钢，电工用硅钢。

7
普通低合

金钢
普通低合金钢是一种含有少量合金元素(多数情况下其总量w总不超过3％)的普通合金钢。这种钢的强度比较高，综合性能比较好，并具有耐腐蚀、耐磨、耐低温以及较好的切削性能、焊接性能等。

在大量节约稀缺合金元素(如镍、铬)条件下，通常lt普通低合金钢可顶1.2—1.3t碳素钢使用，其使用寿命和使用范围更是远远超过碳素钢。普通低合金钢可以用一般冶炼方法在平炉、转炉中冶炼，成本也和碳素钢接近。

8
工程结构

用合金钢
这是指工程和建筑结构用的合金钢，包括可焊接的高强度合金结构钢、合金钢筋钢、铁道用合金钢、地质石油钻探用合金钢、压力容器用合金钢、高锰耐磨钢等。这类钢用作工程和建筑结构件，在合金钢中，这类钢合金含量总量较低，但生产、使用量较大

9
机械结构

用合金钢
这类钢是指适用于制造机器和机械零件的合金钢。它是在优质碳紊钢的基础上，适当地加入一种或数种合金元素，用来提高钢的强度、韧性和淬透性。这类钢通常要经过热处理(如调质处理、表面硬化处理)后使用。主要包括常用的合金结构钢和合金弹簧钢两大类，其中包括调质处理的合金钢、表面硬化处理的合金钢(渗碳钢、氮化钢、表面高频淬火钢等)、冷塑性成型用合金钢(冷顶锻用钢、冷挤压用钢等)。按化学成分基本组成系列可分为Mn系钢、SiMn系钢、Cr系钢、CrMo系钢、CrNiMo系钢、Nj系钢、B系钢等。

10
合金结构

钢
合金结构钢的含碳量wc比碳素结构钢低一些，一般在O．15％一O．50％的范围内。除含碳外，还含有一种或几种合金元素，如硅、锰、钒、钛、硼及镍、铬、钼等。

合金结构钢易于淬硬和不易变形或开裂，便于热处理改善钢的性能。

合金结构钢广泛用于制造汽车、拖拉机、船舶、汽轮机、重型机床的各种传动件和紧固件。低碳合金钢一般进行渗碳处理，中碳合金钢一般进行调质处理。

11
合金工具

钢
合金工具钢是含有多种合金元素，如硅、铬、钨、钼、钒等的中、高碳钢。合金工具钢容易淬硬，不易产生变形和裂纹，适于用来制造尺寸大、形状复杂的刃具、模具和量具。

用途不同，合金工具钢的含碳量也不同。大多数合金工具钢的含碳量wc为0.5％～1.5％。热变形模具用钢含碳较低，wc在0.3％～0.6％范围内；切削刀具用钢一般含碳wc1％左右；冷加工模具用钢则含碳量较高，如石墨模具钢含碳量wc达1.5％，高碳高铬型冷加工模具用钢含碳量wc高达2％以上。

12
高速工具

钢
高速工具钢是高碳高合金工具钢，钢中含碳量wc为0.7％-1.4％，钢中含有能形成高硬度碳化物的合金元素，如钨、钼、铬、钒。

高速工具钢具有高的红硬性，在高速切削的条件下，温度高达500-600ºc硬度也不降低，从而保证良好的切削性能。

13
弹簧钢
弹簧在冲击、振动或长期交变应力下使用，所以要求弹簧钢有高的抗拉强度、弹性极限、高的疲劳强度。在工艺上要求弹簧钢有一定的淬透性、不易脱碳、表面质量好等。

碳素弹簧钢即含碳量wc在0.6％～0.9％范围内的优质碳素结构钢(包括正常和较高含锰量的)。合金弹簧钢主要是硅锰系钢种，它们的含碳量稍低，主要靠增加硅含量WSi(1.3％～2.8％)提高性能；另外还有铬、钨、钒的合金弹簧钢。近年来，结合我国资源，并根据汽车、拖拉机设计新技术的要求，研制出在硅锰钢基础上加入硼、铌、钼等元素的新钢种，延长了弹簧的使用寿命，提高了弹簧质量。

14
轴承钢
轴承钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。轴承在工作时承受着极大的压力和摩擦力，所以要求轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性，以及高的弹性极限。对轴承钢的化学成分的均匀性、非金属夹杂物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分严格。

轴承钢又称高碳铬钢，含碳wc为l％左右，含铬量wc为0.5％-1.65％。轴承钢又分为高碳铬轴承钢、无铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢、中高温轴承钢及防磁轴承钢六大类。

15
电工硅钢
电器工业用硅钢主要用来制造电器工业用硅钢片。硅钢片是电机和变压器制造中用量很大的钢材。

按化学成分硅钢可以分为低硅钢和高硅钢。低硅钢含硅量wsi1．O％～2.5％，主要用来制造电机；高硅钢含硅量wsi3．O％～4.5％,一般用来制造变压器。它们的含碳量wc≤O．06％～0.08％。

16
钢轨钢
钢轨主要承受机车车辆的压力及冲击载荷，因此，要求有足够的强度和硬度及一定的韧性。通常采用的钢轨钢是平炉和转炉冶炼的碳素镇静钢，这种钢含碳wc0.6％。0.8％，属于中碳钢和高碳钢，但钢中含锰量WMn较高，在O．6％一1.1％的范围内。

近年来，已广泛采用普通低合金钢钢轨，如高硅轨、中锰轨、含铜轨、含钛轨等。普通低合金钢轨比碳素钢轨耐磨、耐腐蚀，使用寿命有很大提高。

17
造船用钢
造船用钢是指用于制造海船和大型内河船体结构的钢。由于船体结构一般采用焊接方法制造，所以要求造船钢有较好的焊接性能。此外，还要求有一定的强度、韧性和一定的耐低温及腐蚀性能。过去主要采用低碳钢作为造船用钢。近来，已大量采用普通低合金钢，已有的钢种如12锰船、16锰船、15锰钒船等钢种。这些钢种有强度高、韧性好、容易加工和焊接、耐海水腐蚀等综合特性，可成功地用来制造万吨远洋巨轮。

18
桥梁钢
铁路或公路桥梁承受车辆的冲击载荷，桥梁钢要求有一定的强度、韧性和良好的抗疲劳性能，并且对钢材的表面质量要求较高。桥梁钢常采用碱性平炉镇静钢，近来成功地采用了普通低合金钢如16锰、15锰钒氮等。

19
锅炉钢
锅炉钢主要指用来制造过热器、主蒸气管和锅炉火室受热面用的材料。对锅炉钢的性能要求主要是有良好的焊接性能、一定的高温强度和耐碱性腐蚀、耐氧化等。常用的锅炉钢有平炉冶炼的低碳镇静钢或电炉冶炼的低碳钢，含碳量wc在O．16％～0.26％范围内。制造高压锅炉时则应用珠光体耐热钢或奥氏体耐热钢。近年来也采用普通低合金钢建造锅炉，如12锰、15锰钒、18锰钼铌等。

20
焊条用钢
这类钢是专门供制造电弧焊和气焊焊条钢丝用。钢的成分随所焊材质不同而异。根据需要，大致分碳素钢、合金结构钢和不锈钢三类。这些钢的硫、磷含量ws、wP不大于0.03％，比一般钢要求严些。这些钢不要求力学性能，而只作化学成分的检验。

21
不锈钢
不锈耐酸钢简称不锈钢，它是由不锈钢和耐酸钢两大部分组成的。简言之，能抵抗大气腐蚀的钢叫不锈钢，而能抵抗化学介质(如酸类)腐蚀的钢叫耐酸钢。一般说来，含铬量wcr大于12％的钢就具有了不锈钢的特点。

不锈钢按热处理后的显微组织又可分为五大类：即铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体一铁素体不锈钢及沉淀硬化不锈钢。

22
耐热钢
在高温条件下，具有抗氧化性和足够的高温强度以及良好的耐热性能的钢称作耐热钢。耐热钢包括抗氧化钢和热强钢两类。抗氧化钢又称不起皮钢。热强钢是指在高温下具有良好的抗氧化性能并具有较高的高温强度的钢。耐热钢主要用于在高温下长期使用的零件。

23
高温合金
高温合金是指在高温下具有足够的持久强度、蠕变强度、热疲劳强度、高温韧性及足够的化学稳定性的一种热强材料，用于1000ºC左右高温条件下工作的热动力部件。

按其基本化学成分的不同，又可分为镍基高温合金、铁镍基高温合金及钴基高温合金。

24
精密合金

精密合金是指具有特殊物理性能的合金。它是电气工业、电子工业、精密仪表工业和自动控制系统中不可缺少的材料。

精密合金按其不同的物理性能又分为七类，即：软磁合金、变形永磁合金、弹性合金、膨胀合金、热双金属、电阻合金、热电偶合金。绝大多数精密合金是以黑色金属为基的，只有少数是以有色金属为基的。

注：Wc、Ws、Wmn、Wp分别表示C、S、Mn、P的质量分数

❹ 碳钢焊缝中的含0.5%的cr会导致焊缝开裂吗

1、铬(Cr)铬能增加钢的淬透性并有二次硬化作用。可提高高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆；含量超过12%时。使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀的作用。还增加钢的热强性，铬为不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。铬能提高碳素钢轧制状态的强度和硬度。降低伸长率和断面收缩率。当铬含量超过15%时，强度和硬度将下降，伸长率和断面收缩率则相应地有所提高。含铬钢的零件经研磨容易获得较高的表面加工质量。铬在调质结构钢中的主要作用是提高淬透性。使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能，在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物，从而提高材料表面的耐磨性。含铬的弹簧钢在热处理时不易脱碳。铬能提高工具钢的耐磨性、硬度和红硬性。有良好的回火稳定性。在电热合金中，铬能提高合金的抗氧化性、电阻和强度。(1)对钢的显做组织及热处理的作用A、铬与铁形成连续固溶体，缩小奥氏体相区城。铬与碳形成多种碳化物，与碳的亲和力大于铁和锰而低于钨、钼等．铬与铁可形成金属间化合物σ相(FeCr)B、铬使珠光体中碳的浓度及奥氏体中碳的极限溶解度减少C、减缓奥氏体的分解速度，显著提高钢的淬透性．但亦增加钢的回火脆性倾向(2)对钢的力学性能的作用A、提高钢的强度和硬度．时加入其他合金元素时，效果较显著B、显著提高钢的脆性转变温度C、在含铬量高的Fe-Cr合金中，若有σ相析出，冲击韧性急剧下降(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用A、提高钢的耐磨性，经研磨，易获得较高的表面光洁度B、降低钢的电导率，降低电阻温度系数C、提高钢的矫顽力和剩余磁感．广泛用于制造永磁钢D、铬促使钢的表面形成钝化膜，当有一定含量的铭时，显著提高钢的耐腐蚀性能（特别是硝酸）。若有铬的碳化物析出时，使钢的耐腐蚀性能下降E、提高钢的抗氧化性能F、铬钢中易形成树枝状偏析，降低钢的塑性G、由于铬使钢的热导率下降，热加工时要缓慢升温，锻、轧后要缓冷(4)在钢中的应用A、合金结构钢中主要利用铬提高淬透性，并可在渗碳表面形成含铬碳化物以提高耐磨性B、弹簧钢中利用铬和共他合金元素一起提供的综合性能C、轴承钢中主要利用铬的特殊碳化物对耐磨性的贡献及研磨后表面光沽度高的优点D、工具钢和高速钢中主要利用铬提高耐磨性的作用，并具有一定的回火稳定性和韧性E、不锈钢、耐热钢中铬常与锰、氮、镍等联合便用，当需形成奥氏体钢时，稳定铁素体的铬与稳定奥氏体的锰、镍之间须有一定比例，如Cr18Ni9等F、我国铬资源较少．应尽量节省铬的使用2、钼(Mo)钼在钢中能提高淬透性和热强性。防止回火脆性，增加剩磁和矫顽力以及在某些介质中的抗蚀性。在调质钢中，钼能使较大断面的零件淬深、淬透，提高钢的抗回火性或回火稳定性，使零件可以在较高温度下回火，从而更有效地消除（或降低）残余应力，提高塑性。在渗碳钢中钼除具有上述作用外，还能在渗碳层中降低碳化物在晶界上形成连续网状的倾向，减少渗碳层中残留奥氏体，相对地增加了表面层的耐磨性。在锻模钢中，钼还能保持钢有比较稳定的硬度，增加对变形、开裂和磨损等的抗力。在不锈耐酸钢中，钼能进一步提高对有抗酸（如蚁酸、醋酸、草酸等）以及过氧化氢、硫酸，亚硫酸、硫酸盐、酸性染料、漂白粉液等的抗蚀性。特别是由于钼的加入，防止了氯离子存在所产生的点腐蚀倾向。含1%左右钼的W12Cr4V4Mo高速钢具有高的耐磨性、回火硬度和红硬性等。(1)对钢的显做组织及热处理的作用A、钼在钢中可固溶于铁素体、奥氏体和碳化物中，它是缩小奥氏体相区的元素B、当钢含量较低时，与铁、碳形成复合的渗碳体；含量较高时可形成钢的特殊碳化物C、钼提高钢的淬透性，其作用较铬强．而稍逊于锰D、钼提高钢的回火稳定性，作为单一合金元素存在时，增加钢的回火脆性；与铬、锰等并存时，钼又降低或抑止因其他元素所导致的回火脆性(2)对钢的力学性能的作用A、钼对铁素体有固溶强化作用．同时也提高碳化物的稳定性．从而提高钢的强度B、钼对改善钢的延展性和韧性以及耐磨性起到有利作用C、由于钼使形变强化后的软化和恢复温度以及再结晶温度提高，并强烈提高铁素体的蠕变抗力，有效抑制渗碳体在450-600℃下的聚集．促进特殊碳化物的析出，因而成为提高钢的热强性的最有效的合金元素(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用A、在含碳1.5％的磁钢中，2％-3％的钢提高剩余磁感和矫顽力B、在还原性酸及强氧化性盐溶液中都能使钢表面钝化．因此钼可以普遍提高钢的抗蚀性能，防止钢在氯化物溶液中的点蚀C、钼含量较高(>3%)时使钢的抗氧化性恶化D、含钼不超过8％的钢仍可以锻、轧，但含量较高时，钢对热加工的变形抗力增高(4)在钢中的应用A、在调质和渗碳结构钢、弹簧钢、轴承钢、工具钢、不锈耐酸钢、耐热钢、磁钢中都得到了广泛应用B、铬钼钢在许多情况下可代替铬镍钢来制造重要的部件C、我国富产钼，但在世界范围内的储量并不丰富。含钼钢在我国应适当发展，但钼是重要战略物资，应注意合理和节约使用3、硅(Si)硅能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度，其作用仅次于磷，较锰、镍、铬、钨、钼和钒等元素强。但含硅超过3%时,将显著降低钢的塑性和韧性。硅能提高钢的弹性极限、屈服强度和屈服比(σs/σb),以及疲劳强度和疲劳比(σ-1/σb)等,这是硅或硅锰钢可作为弹簧钢种的缘故。硅能降低钢的密度、热导率和电导率。能促使铁素体晶粒粗化。降低矫顽力。有减小晶体的各向异性倾向，使磁化容易，磁阻减小，可用来生产电工用钢，所以硅钢片的磁滞损耗较低，硅能提高铁素体的磁导率，使硅钢片在较弱磁场下有较高的磁感强度。但在强磁场下，硅降低钢的磁感强度。硅因有强的脱氧力，从而减小了铁的磁时效作用。含硅的钢在氧化气氛中加热时，表面将形成一层SiO2薄膜，从而提高钢在高温时的抗氧化性。硅能促使铸钢中的柱状晶成长，降低塑性。硅钢若加热或冷却较快，由于热导率低，钢的内部和外部温差较大，因而易裂。硅能降低钢的焊接性能。因为与氧的亲合力硅比铁强，在焊接时容易生成低熔点的硅酸盐，增加熔渣和熔化金属的流动性，引起喷溅现象，影响焊缝质量。硅是良好的脱氧剂。用铝脱氧时酌加一定量的硅，能显著提高铝的脱氧能力。硅在钢中本来就有一定的残存，这是由于炼铁炼钢作为原料带入的。在沸腾钢中，硅限制在＜0.07%，有意加入时，则在炼钢时加入硅铁合金。(1)对钢的显做组织及热处理的作用A、作为钢中的合金元素，其含量一般不低于0.4％。以固溶体形态存在于铁素体或奥氏体中，缩小奥氏体相区B、提高退火、正火和淬火温度，在亚共析钢中提高淬透性C、硅不形成碳化物，有强烈的促进碳的石墨化的作用，在硅含量较高的中碳和高碳钢中，如不含有强碳化物形成元素，易在一定温度条件下发生石墨化D、在渗碳钢中，硅减小渗碳层厚度和碳的浓度E、硅对钢水有良好脱氧作用(2)对钢的力学性能的作用A、提高铁素体和奥氏体的硬度和强度，其作用较Mn、Ni、Cr.W、Mo、V等更强；显著提高钢的弹性极限、屈服强度和屈强比(σs/σb)．并提高应劳强度和疲劳比(σ-1/σb)B、硅含量超过3％时显著降低钢的塑性和韧性；硅提高塑／脆转变温度C、硅易使钢中形成带状组织，使横向性能低于纵向性能D、改善钢的耐磨性能(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用A、降低钢的密度、热导率、电导率和电阻温度系数B、硅钢片的涡流损耗量显著低于纯铁，矫顽力、磁阻和磁滞损耗较低．磁导率和磁感强度较高。但在强磁场中，硅降低磁感强度C、提高高温时钢的抗氧化性能，但硅含量高时，表面脱碳加剧D、硅含量超过2.5％的钢，其变形加工较为困难E、硅降低钢的可焊性(4)在钢中的应用A、在普通低合金钢中提高强度，改善局部腐蚀抗力，在调质钢中提高淬透性和抗回火性，是多元合金结构钢中的主要合金组元之一B、硅含量为0.5%-2.8％的SiMn或SiMnB钢(碳含量0.5％-0.7%)广泛用于高载荷弹黄材料，同时加人W、V、Mo、Nb、Cr等强碳化物形成元素C、硅钢片为含硅1.O％-4.5％的低碳和超低碳钢，用于电机和变压器D、在不锈钢和耐蚀钢中，与Mo、W、Cr、Al、Ti、N等配合，提高抗蚀和抗高温氧化能力E、硅含量较高的石墨钢用于冷作模具材料4、锰(Mn)锰是良好的脱氧剂和脱硫剂。钢中一般都含有一定量的锰，它能消除或减弱由于硫所引起的钢的热脆性，从而改善钢的热加工性能。锰和铁形成固溶体，提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度；同时又是碳化物形成元素，进入渗碳体中取代一部分铁原子。锰在钢中由于降低临界转变温度。起到细化珠光体的作用。也间接地起到提高珠光体钢强度的作用；锰稳定奥氏体组织的能力仅次于镍，也强烈增加钢的淬透性。已用含量不超过2%的锰与其他元素配合制成多种合金钢。锰具有资源丰富、效能多样的特点，获得了广泛的应用，如含锰较高的碳素结构钢、弹簧钢。在高碳高锰耐磨钢中。锰含量可达10%一14%，经固溶处理后有良好的韧性，当受到冲击而变形时，表面层将因变形而强化，具有高的耐磨性。锰与硫形成熔点较高的MnS。可防止因FeS而导致的热脆现象。锰有增加钢晶粒粗化的倾向和回火脆性敏感性。若冶炼浇铸和锻轧后冷却不当，容易使钢产生白点。(1)对钢的显做组织及热处理的作用A、锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，工业用钢中一般均含有一定量的锰B、锰固溶于铁素体和奥氏体中．扩大奥氏体区，使临界温度A4点升高，A3点降低，(α+γ)区下移．当锰含量超过12％时，上临界点降至室温以下，使钢在室温时形成单一奥氏体组织。在降低共析温度同时，使共析体中的碳含量减少C、锰强烈降低钢的Ar1和马氏体转变温度(其作用仅次于碳）和钢中相变的速度，提高钢的淬透性，增加残余奥氏体含量D、使钢的调质组织均匀、细化，避免了渗碳层中碳化物的聚集成块，但增大了钢的过热敏感性和回火脆性倾向E、锰是弱碳化物形成元素(2)对钢的力学性能的作用A、锰强化铁素体或奥氏体的作用不及碳，磷、硅，在增加强度的同时，对延展性无影响B、由于细化了珠光体，显著提高低碳和中碳珠光体钢的强度，使延展性有所降低C、通过提高淬透性而提高了调质处理索氏体钢的力学性能D、在严格控制热处理工艺、避免过热时的晶粒长大以及回火脆性的前提下，锰不会降低钢的韧性(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用A、随锰含量的增加，钢的热导率急剧下降，线胀系数上升，使快速加热或冷却时形成较大内应力，工件开裂倾向增大B、使钢的电导率急剧降低，电阻率相应增大，电阻温度系数下降C、使矫顽力增大，饱和磁感、剩余磁感和磁导率均下降，因而锰对永磁合金有利，对软磁合金有害D、锰含量很高时，钢的抗氧化性能下降E、使钢中的硫形成较高熔点的MnS，避免了晶界上的FeS薄膜，消除钢的热脆性，改善热加工性能F、高锰奥氏体钢的变形阻力较大，且钢锭中柱状结晶明显，锻轧时较易开裂G、由于提高了淬透性和降低了马氏体转变温度，对焊接性能有不利影响。在适当范围内应降低碳含量(4)在钢中的应用A、易切削钢中常有适量的锰和磷，MnS夹杂使切屑易于碎断B、普通低合金钢中利用锰来强化铁素体和珠光体，提高钢的强度，锰含量一般为1％-2%C、渗碳和调质合金结构钢的许多系列中含有不超过2％的锰D、弹簧钢、轴承钢和工具钢中利用锰强烈提高淬透性的作用，可采用油淬和空冷的淬火工艺，减少开裂、扭曲和变形E、耐磨钢、无磁钢、不锈钢、耐热钢，包括高碳高锰耐磨铸钢(C:1.0％-1.4%，Mn:10％-14%)，中碳高锰无磁钢(C:0.3％-0.6%,Mn:18％-19%)，低碳高锰不锈钢(有Cr，无Ni或少Ni)，高锰耐热钢（以Mn代Ni的耐热不起皮钢，或含有Al、Mo、V等）5、硫(S)提高硫和锰的含量，可改善钢的被切削性能，在易切削钢中硫作为有益元素加入。硫在钢中偏析严重，恶化钢的质量。在高温下，降低钢的塑性，是一种有害元素，它以熔点较低的FeS的形式存在；单独存在的FeS的熔点只有1190℃，而在钢中与铁形成共晶体的共晶温度更低，只有988℃，当钢凝固时，硫化铁析集在原生晶界处。钢在1100-1200℃进行轧制时，晶界上的FeS就将熔化，大大地削弱了晶粒之间的结合力，导致钢的热脆现象。因此对硫应严加控制，一般控制在0.020%-0.050%。为了防止因硫导致的脆性，应加入足够的锰，使其形成熔点较高的MnS。若钢中含硫量偏高，焊接时由于SO2的产生，将在焊接金属内形成气孔和疏松，(1)对钢的显做组织及热处理的作用A、氮和碳一样可固溶于铁，形成间隙式的固溶体B、氮扩大钢的奥氏体相区，是一种很强的形成和稳定奥氏体的元素，具效力约20倍于镍，在-定限度内可代替一部分镍用于钢中C、渗入钢表面的氮与铬、铝、钒、钛等元素可化合成极稳定的氮化物，成为表而硬化和强化元素D、氮使高铬和高铬镍钢的组织致密坚实E、钢中残留氮量过高会导致宏观组织疏松或气孔(2)对钢的力学性能的作用A、氮有固溶强化作用B、含氮铁素体钢中，在快冷后的回火或在室温长时间停留时，由于析出超显微氮化物，可发生沉淀硬化过程•氮也使低碳钢发生应变时效现象。在强度和硬度提高的同时，钢的韧性下降，缺口敏感性增加，氮导致钢的脆性的特件近似磷，其作用远大于磷、氮也是导致钢产生蓝脆的主要原因C、提高高铬和高铬镍钢的强度，而塑性并不降低，冲击韧性还有显著提高D、氮还能提高钢的蠕变和高温持久强度(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用A、氮对不锈钢的抗蚀性能无显著影响B、对钢的高温抗氧化性也无显著影响，氮含量过高（如＞0.16%）可使抗氧化性恶化C、含氮钢冷作变形硬化率较高，采用冷变形工艺时．应予注意D、氮可降低高铬铁素体钢的晶粒长大倾向，从而改善其焊接性能(4)在钢中的应用A、氮作为合金元家，在钢的含量一般小于0.3%，特殊情况下可高达0.6%B、主要应用于渗氮调质结构钢、普通低合金钢、不锈耐酸钢及耐热不起皮钢。氮在钢中作为合金元素的应用还在扩大6、磷(P)磷在钢中固溶强化和冷作硬化作用强，作为合金元素加入低合金结构钢中，能提高其强度和钢的耐大气腐蚀性能，但降低其冷冲压性能。磷与硫和锰联合使用，能增加钢的被切削性能，增加加工件的表面质量，用于易切钢，所以易切钢含磷也较高。磷溶于铁素体，虽然能提高钢的强度和硬度，最大的害处是偏析严重，增加回火脆性，显著降低钢的塑性和韧性，致使钢在冷加工时容易脆裂，也即所谓”冷脆”现象。磷对焊接性也有不良影响。磷是有害元素，应严加控制，一般含量不大于0.030%-0.040%。7、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。典型的例子是低碳钢、高碳钢、高碳钢力学性能变化。

❺ 硫 磷对碳钢的力学性能有哪些影响

硫磷对碳钢力学性能的影响：
1．硫
硫是由生铁及燃料带入钢中的杂质。在固态下，硫在铁中的溶解度极小，而是以FeS的形态存在于钢中。由于FeS的塑性差，使含硫较多的钢脆性较大。更严重的是，FeS与Fe可形成低熔点（985℃）的共晶体，分布在奥氏体的晶界上。当钢加热到约1200℃进行热压力加工时，晶界上的共晶体已溶化，晶粒间结合被破坏，使钢材在加工过程中沿晶界开裂，这种现象称为热脆性。为了消除硫的有害作用，必须增加钢中含锰量。锰与硫优先形成高熔点（1620℃）的硫化锰，并呈粒状分布在晶粒内，它在高温下具有一定塑造性，从而避免了热脆性。硫化物是非金属夹杂物，会降低钢的机械性能，并在轧制过程中形成热加工纤维组织。因此，通常情况下，硫是有害的杂质。在钢中要严格限制硫的含量。但含硫量较多的钢，可形成较多的MnS，在切削加工中，MnS能起断屑作用，可改善钢的切削加工性，这是硫有利的一面。
2．磷
磷由生铁带入钢中，在一般情况下，钢中的磷能全部溶于铁素体中。磷有强烈的固溶强化作用，使钢的强度、硬度增加，但塑性、韧性则显著降低。这种脆化现象在低温时更为严重，故称为冷脆。一般希望冷脆转变温度低于工件的工作温度，以免发生冷脆。而磷在结晶过程中，由于容易产生晶内偏析，使局部地区含磷量偏高，导致冷脆转变温度升高，从而发生冷脆。冷脆对在高寒地带和其它低温条件下工作的结构件具有严重的危害性，此外，磷的偏析还使钢材在热轧后形成带状组织。因此，通常情况下，磷也是有害的杂质。在钢中也要严格控制磷的含量。但含磷量较多时，由于脆性较大，在制造炮弹钢以及改善钢的切削加工性方面则是有利的。

❻ 钢中含硫量太多会引起钢材的什么含磷量太多会引起钢材的什么

硫是由生铁及燃料带入钢中的杂质。在固态下，硫在铁中的溶解度极小，而是以FeS的形态存在于钢中。由于FeS的塑性差，使含硫较多的钢脆性较大。更严重的是，FeS与Fe可形成低熔点（985℃）的共晶体，分布在奥氏体的晶界上。当钢加热到约1200℃进行热压力加工时，晶界上的共晶体已溶化，晶粒间结合被破坏，使钢材在加工过程中沿晶界开裂，这种现象称为热脆性。为了消除硫的有害作用，必须增加钢中含锰量。锰与硫优先形成高熔点（1620℃）的硫化锰，并呈粒状分布在晶粒内，它在高温下具有一定塑造性，从而避免了热脆性。硫化物是非金属夹杂物，会降低钢的机械性能，并在轧制过程中形成热加工纤维组织。因此，通常情况下，硫是有害的杂质。在钢中要严格限制硫的含量。但含硫量较多的钢，可形成较多的MnS，在切削加工中，MnS能起断屑作用，可改善钢的切削加工性，这是硫有利的一面。
磷有强烈的固溶强化作用，使钢的强度、硬度增加，但塑性、韧性则显著降低。这种脆化现象在低温时更为严重，故称为冷脆。一般希望冷脆转变温度低于工件的工作温度，以免发生冷脆。而磷在结晶过程中，由于容易产生晶内偏析，使局部地区含磷量偏高，导致冷脆转变温度升高，从而发生冷脆。冷脆对在高寒地带和其它低温条件下工作的结构件具有严重的危害性，此外，磷的偏析还使钢材在热轧后形成带状组织。因此，通常情况下，磷也是有害的杂质。在钢中也要严格控制磷的含量。但含磷量较多时，由于脆性较大，在制造炮弹钢以及改善钢的切削加工性方面则是有利的。磷由生铁带入钢中，在一般情况下，钢中的磷能全部溶于铁素体中。

❼ 金属材料选择题3

21c,22a,23b,24b,25d,26b,26c,27b,28d,29d,30a

❽ 简述碳钢中杂质对钢性能的影响

常存杂质元素对碳钢钢材性能的影响
普通碳素钢除含碳以外，还含有少量锰(Mn)、硅(Si)、硫(S)、磷(P)、氧（O）、氮（N）和氢（H）等元素。这些元素并非为改善钢材质量有意加入的，而是由矿石及冶炼过程中带入的，故称为杂质元素。这些杂质对钢性能是有一定影响，为了保证钢材的质量，在国家标准中对各类钢的化学成分都作了严格的规定。

l.硫

硫来源于炼钢的矿石与燃料焦炭。它是钢中的一种有害元素。硫以硫化铁(FeS)的形态存在于钢中，FeS和 Fe形成低熔点(985℃)化合物。而钢材的热加工温度一般在1150～1200℃以上，所以当钢材热加工时，由于 FeS化合物的过早熔化而导致工件开裂，这种现象称为“热脆”。含硫量愈高，热脆现象愈严重，故必须对钢中含硫量进行控制。高级优质钢：S＜0.02%～0.03%；优质钢：S＜0.03%～0.045%；普通钢：S＜0.055%～0.7%以下。
2.磷

磷是由矿石带入钢中的，一般说磷也是有害元素。磷虽能使钢材的强度、硬度增高，但引起塑性、冲击韧性显著降低。特别是在低温时，它使钢材显著变脆，这种现象称"冷脆"。 冷脆使钢材的冷加工及焊接性变坏，含磷愈高，冷脆性愈大，故钢中对含磷量控制较严。高级优质钢： P＜0.025%；优质钢： P＜0.04%；普通钢： P＜0.085%。

3.锰

锰是炼钢时作为脱氧剂加入钢中的。由于锰可以与硫形成高熔点(1600℃)的 MnS，一定程度上消除了硫的有害作用。锰具有很好的脱氧能力，能够与钢中的FeO成为MnO进入炉渣，从而改善钢的品质，特别是降低钢的脆性，提高钢的强度和硬度。因此，锰在钢中是一种有益元素。一般认为，钢中含锰量在0.5%～0.8%以下时，把锰看成是常存杂质。技术条件中规定，优质碳素结构钢中，正常含锰量是0.5%～0.8%；而较高含锰量的结构钢中，其量可达0.7%～1.2%。

4.硅

硅也是炼钢时作为脱氧剂而加入钢中的元素。硅与钢水中的FeO能结成密度较小的硅酸盐炉渣而被除去，因此硅是一种有益的元素。硅在钢中溶于铁素体内使钢的强度、硬度增加，塑性、韧性降低。镇静钢中的含硅量通常在0.1%～0.37%，沸腾钢中只含有0.03%～0.07%。由于钢中硅含量一般不超过0.5%，对钢性能影响不大。

5.氧

氧在钢中是有害元素。它是在炼钢过程中自然进入钢中的，尽管在炼钢末期要加入锰、硅、铁和铝进行脱氧，但不可能除尽。氧在钢中以FeO、MnO、SiO2、Al2O3等夹杂形式，使钢的强度、塑性降低。尤其是对疲劳强度、冲击韧性等有严重影响。
6.氮

铁素体溶解氮的能力很低。当钢中溶有过饱和的氮，在放置较长一段时间后或随后在200～300℃加热就会发生氮以氮化物形式的析出，并使钢的硬度、强度提高，塑性下降，发生时效。钢液中加入Al、Ti或V进行固氮处理，使氮固定在AlN、TiN或VN中，可消除时效倾向。

7.氢

钢中溶有氢会引起钢的氢脆、白点等缺陷。白点常在轧制的厚板、大锻件中发现，在纵断面中可看到圆形或椭圆形的白色斑点；在横断面上则是细长的发丝状裂纹。锻件中有了白点，使用时会发生突然断裂，造成不测事故。因此，化工容器用钢，不允许有白点存在。 氢产生白点冷裂的主要原因是因为高温奥氏体冷至较低温时，氢在钢中的溶解度急剧降低。当冷却较快时，氢原子来不及扩散到钢的表面而逸出，就在钢中的一些缺陷处由原子状态的氢变成分子状态的氢。氢分子在不能扩散的条件下在局部地区产生很大压力，这压力超过了钢的强度极限而在该处形成裂纹，即白点。

❾ 碳素钢中的杂质有什么影响

他们对钢的性能有哪些影响？
杂质主要有磷、硫
碳钢并不是单纯的其中mn、si是有益元素，硫、磷是有害杂质。①
mn大部分溶解于铁素体f中