A. 硫磷元素的含量为什么在碳钢中要严格控制
1. 硫和磷在碳钢中的含量需要严格控制,因为它们对钢材的性质有显著影响。
2. 硫会导致钢材产生“热脆”,即在高温下变得脆弱,而磷则会引起“冷脆”,即在低温下容易碎裂。
3. 硫和磷都会降低钢材的焊接性能,使得焊接过程变得困难,影响焊接接头的质量。
4. 尽管硫和磷被视为有害元素,但它们在适当控制下也可以改善钢材的某些性能,例如硫可以增强钢材的切削加工性,使其更易于机械加工。
5. 因此,尽管硫和磷在某些方面对钢材性能有不利影响,但通过严格控制其含量,可以在保证钢材质量和性能的同时,充分发挥它们的潜在优势。
B. 在钢材中什么元素是有害杂质会使钢的性能变坏
对钢材性能产生影响的元素:
1. 碳:含碳量越高,钢材的硬度越大,但其可塑性和韧性则越差。
2. 硫:硫是钢材中的有害杂质,含量较高的硫会导致钢材在高温下易于脆裂,这种现象称为热脆性。
3. 磷:磷会显著降低钢材的可塑性和韧性,尤其在低温下更为严重,这种性质称为冷脆性。优质钢材中需要严格控制硫和磷的含量。然而,在低碳钢中适量的硫和磷可以使其切削性能更好,从而改善钢材的可切削性。
4. 锰:锰能提高钢材的强度,减轻或消除硫的不利影响,并能增强钢材的淬透性。高锰钢,即含锰量很高的合金钢,具有良好的耐磨性和其他物理性能。
5. 硅:硅能提高钢材的硬度,但会降低其可塑性和韧性。在电工用钢中,含有一定量的硅能改善软磁性能。
6. 钨:钨能提高钢材的红硬性和热强性,同时增强其耐磨性。
7. 铬:铬能提高钢材的淬透性和耐磨性,增强其抗腐蚀能力和抗氧化作用。
8. 钒:钒能细化钢材的晶粒组织,提高其强度、韧性和耐磨性。在高温下,钒以奥氏体形式存在时,能增加钢材的淬透性;反之,以碳化物形式存在时,会降低淬透性。
9. 钼:钼能显著提高钢材的淬透性和热强性,防止回火脆性,增强剩磁和矫顽力。
10. 钛:钛能细化钢材的晶粒组织,从而提高其强度和韧性。在不锈钢中,钛能消除或减轻晶间腐蚀现象。
11. 镍:镍能提高钢材的强度和韧性,增加淬透性。镍含量高时,能显著改变钢材的物理性能,增强其抗腐蚀能力。
12. 硼:钢材中微量(0.001-0.005%)的硼就能显著提高其淬透性。
13. 铝:铝能细化钢材的晶粒组织,阻碍低碳钢的时效,提高其在低温下的韧性,还能增强抗氧化性、耐磨性和疲劳强度等。
14. 铜:铜能显著改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能,尤其是与磷配合使用时效果更佳。
C. 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。
D. 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。