什么元素会引起钢材冷脆

㈠ 什么叫钢材的低温冷脆性求解答

低温冷脆性是指钢在低温状态下由韧性转化为脆性进而发生破坏的现象。影响低温脆性的因素很多,它不仅取决于晶格类型,还受材料的成分、组织等因素的影响.分别讨论材料成分、晶粒尺寸、显微组织对低温脆性转变温度的影响。可以从两个方面来解释：宏观上材料的断裂强度与屈服强度与温度有关系，对称度低的金属这个特点就更明显，一般是材料的断裂强度随温度的降低而减小，屈服强度会增加。这两个函数在脆韧转变温度处相交，在这个温度以下材料的屈服强度比断裂强度大，因此材料在受力时还未发生屈服便断裂了，材料显示脆性。
从微观机制来看低温脆性与位错在晶体点阵中运动的阻力有关，阻力增大，则材料屈服强度也相应增加，因为材料在塑性变形时主要依靠位错运动来完成的。对对称性低的金属，合金而言，温度降低位错运动的点阵阻力增加，原子热激活能力下降。因此材料屈服强度增加。
影响材料脆韧转变的因素有：
1．晶体结构，对称性低的体心立方以及密排六方金属，合金转变温度高，材料脆性断裂趋势明显，塑性差；
2．化学成分，能够使材料硬度，强度提高的杂质或者合金元素都会引起材料塑性和韧性变差，材料脆性提高；
3．显微组织，显微组织包含以下几个方面的影响：晶粒大小，细化晶粒可以同时提高材料的强度和塑性，韧性。细化晶粒提高材料韧性原因为,细化晶粒可以使基体变形更加均匀，晶界增多可以有效的阻止裂纹的扩张，因塑性变形引起的位错的塞积因晶界面积很大也不会很大，可以防止裂纹的产生；金相组织；
4．温度的影响：温度影响晶体中存在的杂质原子的热激活扩散过程，定扎位错原子气团的形成会使得材料塑性变差。
5．加载速度的影响：提高加载速度如同降低材料的温度，使得材料塑性变差，脆化温度升高。
6．试样形状以及尺寸的影响。

㈡ 化学元素C、Mn、Si、S、P中，对钢材有害的元素是什么其中什么会使钢材产生“冷脆”。

对钢材有害的元素，要看你是什么钢材。但通常情况下、S都是有害的。冷脆的是P。

磷P：
在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。

硫 S
硫在钢中为有害元素，通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。
a、使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。
b、破坏钢的焊接性能，降低耐腐蚀性。
c、可使钢的强度降低，因此有利于钢的切削，但除了易切钢之外，极少利用。

碳C
a、钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，塑性和冲击性降低。
b、当碳量超过0.23%时，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。
c、能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

锰 Mn
在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50%。
a、含量增加可增加钢的强度及硬度，对提高低碳和中碳珠光体钢的强度及硬度有显著的作用
b、有脱氧及脱硫的功效，故锰能发挥钢的锻造性与可塑性。
c、钢中含量多时，可降低钢的淬火温度，提高钢的淬透性。
d、可增进钢的硬化深度，尤其在含碳量高的由硬性锰钢最为显著，对钢的高温瞬时强度有所提高。
缺点：
1.含锰较高时，有较明显的回火脆性现象；
2.锰有促进晶粒长大的作用，因此锰钢对过热较敏感t在热处理工艺上必须注意，这种缺点可用加入细化晶粒元素如钼、钒、钛等来克服。
3.当锰的质量分数超过1％时，钢的焊接性能变坏，
4.锰会使钢的耐锈蚀性能降低。

Si
在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅。
a、阻碍碳元素溶于钢中，对于碳量较高的钢，硅多则增加脆性，加速钢的晶粒生长，使其变粗，含量需控制在0.05%～0.30%。
b、提高钢中固溶体的强度和冷加工硬化程度使钢的韧性和塑性降低，增加钢的电磁传导率，故适于制造电器材料。
c、增高淬火温度，增加耐热钢的氧化性。
d、显著地提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比，在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。
e、提高耐腐蚀性。硅的质量分数为15％一20％的高硅铸铁，是很好的耐酸材料。含有硅的钢在氧化气氛中加热时，表面也将形成一层SiO2薄膜，从而提高钢在高温时的抗氧化性。
缺点：使钢的焊接性能恶化。

㈢ 化学元素C、Mn、Si、S、P中,对钢材有害的元素是什么其中什么会使钢材产生“冷脆”。

S在通常情况下是有害元素。使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。
P在一般情况下,是有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。

㈣ 影响钢材发生冷脆性的化学元素有哪些

1、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。
2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30％的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60％,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0－1.2％的硅，强度可提高15－20％。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅1－4％的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增加，会降低钢的焊接性能。

3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50％。在碳素钢中加入0.70％以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40％。含锰11－14％的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。

4、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045％，优质钢要求更低些。

5、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055％，优质钢要求小于0.040％。在钢中加入0.08-0.20％的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。

6、铬（Cr）：在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。

7、镍(Ni)：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源，故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。

8、 钼(Mo)：钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力，发生变形，称蠕变)。结构钢中加入钼，能提高机械性能。 还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。
9、钛(Ti)：钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密，细化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛，可避免晶间腐蚀。

10、钒(V)：钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5％的钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。

11、钨(W)：钨熔点高，比重大，是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨，可显著提高红硬性和热强性，作切削工具及锻模具用。

12、铌(Nb)：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性，提高强度，但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌，可防止晶间腐蚀现象。

13、钴(Co)：钴是稀有的贵重金属，多用于特殊钢和合金中，如热强钢和磁性材料。

14、铜(Cu)：武钢用大冶矿石所炼的钢，往往含有铜。铜能提高强度和韧性，特别是大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆，铜含量超过0.5％塑性显著降低。当铜含量小于0.50％对焊接性无影响。

15、铝(Al)：铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性，如作深冲薄板的08Al钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，铝与铬、硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。

16、硼(B)：钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能，提高强度。

17、氮(N):氮能提高钢的强度，低温韧性和焊接性，增加时效敏感性。

18、稀土(Xt)：稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。这些元素都是金属，但他们的氧化物很象“土”，所以习惯上称稀土。钢中加入稀土，可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质，从而改善了钢的各种性能，如韧性、焊接性，冷加工性能。在犁铧钢中加入稀土，可提高耐磨性。

㈤ 什么是钢的热脆性，冷脆性

1、钢的热脆性：

金属材料在高温短载作用下，金属材料的塑性增加；但在高温长时载荷作用下的金属材料冷却后，其塑性会显著降低，缺口敏感性增加，往往呈现脆性断裂现象。金属材料的这种特性称为热脆性。

2、钢的冷脆性：

随着温度的降低，大多数钢材的强度有所增加，而韧性下降。金属材料在低温下呈现的脆性称为冷脆性。材料由延性破坏转变到脆性破坏的上限温度称为韧脆转变温度。为防止发生低温脆性破坏，钢材的最低允许工作温度就应高于韧脆转变温度的上限。

(5)什么元素会引起钢材冷脆扩展阅读：

基本性质：

1、对于珠光体钢，当由于热脆性的产生而使冲击值降低时，其塑性和强度不发生变化。只是在个别情况下伸长率和断面收缩率同时减低。对于奥氏体钢，当由于热脆性的产生而使冲击值降低时，往往塑性也同时下降。

电站用钢处于高温、应力状态下工作，固溶体中碳化物、氮化物及金属间化合物，在热脆性敏感的钢中加速析出，从而加速热脆性发展。所以，有些钢经过时效处理后仍保持相当高的冲击值，而运行后出现热脆性的时间却大大提前，这就是因为应力和塑性变形加速热脆性发展的缘故。

珠光体钢产生热脆性的温度范围是400~500℃，碳素钢只有存在塑性应变的前提下才出现热脆性，Mn和Cr促使热脆性发展；Cu≤0.5%没有显著影响，Cu>0.5%加速热脆性发展；W、V等属于减缓热脆性发展的元素。退火钢热脆性发展速度快；淬火并高温回火钢热脆性发展速度慢。

2、奥氏体钢的热脆性：18—8不锈钢在500~850℃区间保温后，再在常温下试验，可发现其脆性的发展。随着钢中含碳量增高，脆性也加大。当回火温度为900℃左右时，脆性就更加严重。

延长回火保温时间，将有Cr的碳化物沿晶界析出，同样会引起脆化。在已脆化钢的组织中，已出现网状分布的马氏体组织。这种组织的出现，正是由于Cr碳化物的析出，使固溶状态的Cr局部贫化，于是便生成马氏体组织。

在含有Ti和Nb的钢中，在700℃和900℃回火后，均出现脆性。700℃回火脆性的发展是由于Cr碳化物析出的结果。900℃回火后，有Ti和Nb的碳化物析出，脆性发展较慢。含3%Mo以下的钢，在800~900℃回火后，将促使脆性发展。

㈥ 化学元素C、Mn、Si、S、P中,对钢材有害的元素是什么其中什么会使钢材产生“冷脆”.

S在通常情况下是有害元素.使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹.
P在一般情况下,是有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏.

㈦ (___)元素存在,易造成钢的冷脆。

磷元素固溶强化以及冷作硬化作用极强，与铜联合使用，提高低合金高强度钢的耐大气腐蚀性，但降低其冷冲压性能，与硫锰联合使用，增加钢的被切削性。在钢中偏析严重，增加钢的回火脆性以及冷脆性敏感性。

㈧ 钢材的低温冷脆性是怎么一回事

低温冷脆性指随着温度的降低，金属材料强度有所增加，而韧性下降这一种现象的称呼。材料的冲击吸收功随温度降低而降低，当试验温度低于Tk(韧脆临界转变温度)时，冲击吸收功明显下降，材料由韧性状态变为脆性状态，这种现象称为低温脆性。

材料由延性破坏转变到脆性破坏的上限温度称为韧脆转变温度。为防止发生低温脆性破坏，钢材的最低允许工作温度就应高于韧脆转变温度的上限。

(8)什么元素会引起钢材冷脆扩展阅读

温度是影响金属材料和工程结构断裂方式的重要因素之一。许多断裂事故发生在低温。这是由于温度对工程上广泛使用的低中强度结构钢和铸铁的性能影响很大，随着温度的降低，钢的屈服强度增加韧度降低。体心立方金属存在脆性转变温度是其脆性特点之一。

随着温度降低，在某一温度范围内，缺口冲击试样的断裂形式由韧性断裂转变为脆性断裂，这种断裂形式的转变，通常用一个特定的转变温度来表示，该转变温度在一定意义上表征了材料抵抗低温脆性断裂的能力。

这种随温度降低材料由韧性向脆性转变的现象称做低温脆性或冷脆，发生脆性转变的温度称为脆性转变温度。工程构件的工作温度必须在脆性转变温度以上，以防止发生脆性断裂。

并不是所有的金属材料都具有低温脆性。只有以体心立方金属为基的冷脆金属才具有明显的低温脆性，如中低强度钢和锌等。而面心立方金属，如铝等，没有明显的低温脆性。