什么元素能让钢材脆化

『壹』 钢中的什么元素能使钢材在高温下变脆

钢中的杂质是硫、磷。高温变脆是硫，称为热脆；低温变脆是磷，叫做冷脆。

『贰』 哪些因素可使钢材变脆,从设计角度防止构件脆断的措施有哪些

导致钢结构构件脆性断裂的因素很多,主要因素有化学成份 、温度、构件厚度、冶金缺陷、构造缺陷等。钢中碳元素含量增高会使钢的脆性转变温度升高 ，随含碳量的增加 , 钢的最大恰贝冲击值显著降低。恰贝冲击值与试验温度曲线梯度趋于缓慢 ，而脆性转变温度显著升高。

预防措施：

(1)、 设计构件的断面应尽量选用最薄断面 ,增加构件厚度将增大脆断的危险 .

(2)、保证焊接质量，尽量减少因焊接造成的缺陷，设计上应选择适当的焊缝金属缺口韧性，较厚板材或型钢焊前必须预热，施焊过程中尽量不在负温条件下进行 ,焊接后必须保温缓冷，尽量保证焊接质量,减少缺陷产生。

(3)、设计焊接结构应尽量避免焊缝集中和重叠交叉。要采用较好的焊接工艺(合适的输入热量和操

作方法)。

(4)、在结构设计中应尽量将因缺陷引起的应力集中减小到最低限度 , 如避免尖锐角 ,尽量用较大半

径的圆弧 。

(5)、设计人员选用钢材时 ，除应核算强度外，还应保证材料有足够韧性 ，应从断裂力学理论出发选择具有较高断裂韧性的材料。

(2)什么元素能让钢材脆化扩展阅读：

钢材用途分类：

1、结构钢

（1)、建筑及工程用结构钢简称建造用钢，它是指用于建筑、桥梁、船舶、锅炉或其他工程上制作金属结构件的钢。如碳素结构钢、低合金钢、钢筋钢等。

（2)、机械制造用结构钢是指用于制造机械设备上结构零件的钢。这类钢基本上都是优质钢或高级优质钢，主要有优质碳素结构钢、合金结构钢、易切结构钢、弹簧钢、滚动轴承钢等

2、工具钢

一般用于制造各种工具，如碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢等。按用途又可分为刃具钢、模具钢、量 具钢。

3、特殊钢

具有特殊性能的钢，如不锈耐酸钢、耐热不起皮钢、高电阻合金、耐磨钢、磁钢等。

4、专业用钢

这是指各个工业部门专业用途的钢，如汽车用钢、农机用钢、航空用钢、化工机械用钢、锅炉用钢、电工用钢、焊条用钢等。

5、按钢的品质分

优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢和合金工具钢、弹簧钢、轴承钢等

钢号后面，通常加符号“A”或汉字“高”以便识别。

『叁』 (___)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。

『肆』 哪种元素能增加钢在室温和低温下的脆性

钢是一种铁碳合金，主要元素除铁、碳外，还含有硅、锰、硫、磷等，为了使钢铁具有不回同的性能，还会加入答其它一些元素。比如说锰、钼、镍、硅、钨、钒、磷、硫等。
其中，加入磷元素，可以降低钢的塑性和韧性，增加钢在室温和低温下的脆性，同时使钢的强度显著提高。不过，应该控制它的加入量。

『伍』 钢中常存杂质中什么元素使钢易出现热脆

一、
硅：在钢中是有益元素
硅是由炼钢时加入的脱氧剂带入钢中的。由于硅的脱氧能力较强，硅与钢液中的
FeO能结成密度较小的硅酸盐以炉渣的形式被除去。脱氧后钢不可避免地残留着少量硅，这些残留下来的硅能溶于铁素体，使得铁素体强化，从而提高钢的强度、硬度和弹性。因此，硅在钢中是有益元素，但作为杂质元素存在时其质量分数应不超过0.4％。
二、
锰：在钢中是有益元素
锰是由炼钢时加入的脱氧剂带入钢中的。锰从
FeO中夺取氧形成MnO进入炉渣。锰不能与硫化合成MnS，以减少硫对钢的有害影响，改善钢的热加工性能。在室温下，锰大部分溶于铁素体，对钢有一定的强化作用。因此，锰在钢中是有益元素，但作为杂质元素存在时其质量分数应不超过0.8％。
三、
硫：在钢中是有害元素
硫是由生铁和燃料带入的杂质，炼钢时难以除尽。在固态下硫不深于铁，而以
FeS的形式存在，FeS与Fe能形成低熔点的共晶体（Fe+FeS），熔点仅为985℃，且分布在奥氏体晶界上。当钢在1000~1200℃压力加工时，由于低熔点共晶体熔化，显著减弱晶粒之间的联系，使钢材在压力加工时沿晶界开裂，这种现象为热脆。因此，钢中硫的质量分数必须严格控制。
为了消除硫所形成的热脆，在炼钢时必须增加锰。由于
Mn与S能形成高熔点（1620℃）的MnS，并呈粒状分布在晶粒内，MnS在高温时有一定的塑性，从而避免了钢的热脆。
硫虽然产生热脆，但对改善钢材的切削加工性能却有利。如在硫的质量分数较高的钢（
Ws＝0.08％~0.45％）中适当提高锰的质量分数（WMn＝0.70～1.55％），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，这种钢称为易切削钢，广泛应用于标准件等的生产。
四、
磷：在钢中是有害元素
磷是由生铁和燃料带入的杂质，炼钢时难以除尽。磷能全部熔于铁素体，提高了铁素体的强度、硬度；但在室温下钢的塑性、韧性急剧下降，变脆，这种现象称为冷脆。所以，磷是一种有害杂质元素，因此要严格控制磷在钢中的含量。
磷的有害作用在一定条件下也可以转化，例如易切削钢，把磷的含量提高到
W
p
＝0.05％~0.15％，使铁素体脆化，从而改善钢的切削加工性能。在炮弹钢（W
c
＝0.60％～0.90％、W
Mn
＝0.60％~1.0％）中加入较多磷，可使钢的脆性增大，炮弹爆炸时碎片增多，增加杀伤力。

『陆』 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。

『柒』 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”。

一般来说：化学元素C、Mn、Si、S、P中，对钢材有害的元素是S
P；S的主要危害是使钢材产生冷脆。但是，对于特殊的钢种，S也是有益的元素，如易切削钢等少数钢种，可以使得钢材的切削加工更宜进行。

『捌』 影响钢材发生冷脆的化学元素是哪些

影响钢材发生冷脆的化学元素主要有氮和磷，而使钢材发生热脆的化学元素主要是氧和硫。

对于钢材，脆性越高其硬度越大，抗弯曲强度越高，而对于塑性较强的钢材来说正好与之相反，塑性强度大的钢材其硬度低，易弯曲不易折断，对于这两种钢材来说其性能有明显的差别。

冷脆性只发生在具有体心立方晶格的金属中。锅炉与压力容器中广泛采用的低碳钢及低合金钢都是体心立方晶格型，所以会发生遇冷变脆的现象。而面心立方晶格的金属，如铝、铜、镍都不会产生冷脆现象。

(8)什么元素能让钢材脆化扩展阅读：

加工硬化降低了钢材的韧性，同时使韧脆转变温度增加。这种影响随钢材类型不同及加工硬化量的大小而变化。对于冲压封头，试验结果表明，冷压封头的韧脆转变温度高于热压封头，且冲击韧度值也有所减小。

对于冷脆性的材料会在温度变低的情况下脆性急剧增加，因此，选用冷脆性材料时因注意使用的环境以及温度等的影响因素，尽量避免不必要的意外发生，在选材时要把温度对钢材的影响因素考虑在内。

『玖』 影响钢材发生冷脆的化学元素是哪些

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.

『拾』 钢材中硫和氧的含量过量会导致钢材热脆

钢除了铁和碳这两种基本元素外，还含有一些其他元素，这些元素对钢的性能和质量都有一定的影响。

(1)碳。碳是决定钢的性能的主要元素。随着碳含量的增加，钢的强度和硬度增加，但塑性和韧性下降。然而，当碳含量大于1时。0%时，钢的抗拉强度因其脆性而降低。

(2)硅和锰。硅和锰是钢中的有益元素。硅和锰是炼钢时加入硅铁和锰铁脱氧时残留在钢中的合金元素。

硅含量小于1%时，可提高钢的强度，但对塑性和韧性无明显影响。然而，当硅含量超过1%时，钢的冷脆性增加，焊接性变差。

当锰含量为0.8%~1%时，可明显提高钢的强度和硬度，但几乎不降低塑性和韧性。当含量超过1%时，强度提高，而塑性和韧性下降，焊接性变差。

(3)硫和磷。硫和磷是钢中的主要有害元素，是炼钢过程中由原料带入的。

硫会引起热脆性，严重降低钢的热加工性和焊接性。硫的存在还会降低钢的冲击韧性、疲劳强度、焊接性和耐腐蚀性。

磷能提高钢的强度、硬度和耐蚀性，但显著降低钢的塑性和韧性，尤其是低温冲击韧性，使钢变脆。这种现象被称为冷脆。冷脆会降低钢的冲击韧性和焊接性能。

(4)氧气和氮气。氧和氮是钢中的有害元素，在炼钢过程中进入钢水中。这些元素的存在降低了钢的强度、冷弯性能和焊接性能。氧也增加钢的热脆性，氮也增加钢的冷脆性和时效敏感性。

(5)铝、钛、钒和铌。铝、钛、钒、铌等元素是钢中的有益元素。都是炼钢的强脱氧剂，也是合金钢中常用的合金元素。适当添加这些元素可以改善钢的组织，细化晶粒，显著提高钢的强度和韧性。