您的位置:首页 > 新闻中心 > 公司新闻 公司新闻
49种元素对钢材性能的影响 ，建议钢铁人收藏学习！
宣布日期:2018-03-31 来源:
|
元素 |
对钢材性能的影响 |
|
H （氢） |
H是一般钢中最有害的元素 ，钢中溶有氢会引起钢的氢脆、白点等缺陷。氢与氧、氮一样 ，在固态钢中溶解度极小 ，在高温时溶入钢液 ，冷却时来缺乏逸出而积累在组织中形成高压细微气孔 ，使钢的塑性、韧度和疲劳强度急剧降低 ，严重时会造成裂纹、脆断。“氢脆”主要泛起在马氏体钢中 ，在铁氧体钢中不十分突出 ，一般与硬度和含碳量一起增加。
另一方面 ，H能提高钢的磁导率 ，但也会使矫顽力和铁损增加（加H后矫顽力可增大0.5～2倍）。
|
|
B （硼） |
B在钢中的主要作用是增加钢的淬透性 ，从而节约其他较稀贵的金属 ，与镍、铬、钼等。为了这一目的 ，其含量一般划定在0.001%～0.005%规模内。它可以取代1.6%的镍、0.3%的铬或0.2%的钼 ，以硼代钼应注意 ，因钼能避免或降低回火脆性 ，而硼却略有增进回火脆性的倾向 ，所以不可用硼将钼完全取代。
中碳碳素钢中加硼 ，由于提高了淬透性 ，可使厚20mm以上的钢材调质后性能大为改善 ，因此 ，可用40B和40MnB钢取代40Cr ，可用20Mn2TiB钢取代20CrMnTi渗碳钢。但由于硼的作用随钢中碳的含量的增加而减弱 ，甚至消失 ，在选用含硼渗碳钢时 ，必须考虑到零件渗碳后 ，渗碳层的淬透性将低于芯部的淬透性的这一特点。
弹簧钢一般要求完全淬透 ，通常弹簧面积不大 ，接纳含硼钢有利。对高硅弹簧钢硼的作用波动较大 ，未便接纳。
硼和氮及氧有强的亲和力 ，欢喜钢中加入0.007%的硼 ，可以消除钢的时效现象。
|
|
C （碳） |
C是仅次于铁的主要元素 ，它直接影响钢材的强度、塑性、韧性和焊接性能等。
当钢中含碳量在0.8%以下时 ，随着含碳量的增加 ，钢材的强度和硬度提高 ，而塑性和韧性降低 ；但当含碳量在1.0%以上时 ，随着含碳量的增加 ，钢材的强度反而下降。
随着含碳量的增加 ，钢材的焊接性能变差（含碳量大于0.3%的钢材 ，可焊性显著下降） ，冷脆性和时效敏感性增大 ，耐大气锈蚀性下降。
|
|
N （氮） |
N对钢材性能的影响与碳、磷相似 ，随着氮含量的增加 ，可使钢材的强度显著提高 ，塑性特别是韧性也显著降低 ，可焊性变差 ，冷脆性加剧 ；同时增加时效倾向及冷脆性和热脆性 ，损坏钢的焊接性能及冷弯性能。因此 ，应该尽量减小和限制钢中的含氮量。一般划定氮含量应不高于0.018%。
氮在铝、铌、钒等元素的配合下可以减少其倒运影响 ，改善钢材性能 ，可作为低合金钢的合金元素使用。有些牌号的不锈钢 ，适当增加N的含量 ，可以减少Cr的使用量 ，可以有效降低本钱。
|
|
O （氧） |
O在钢中是有害元素。它是在炼钢历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。钢水凝固期间 ，溶液中氧和碳反应会生成一氧化碳 ，可以造成气泡。氧在钢中主要以FeO、MnO、SiO2、Al2O3等夹杂形式保存 ，使钢的强度、塑性降低。尤其是对疲劳强度、攻击韧性等有严重影响。
氧会使硅钢中铁损增大 ，磁导率及磁感强度减弱 ，磁时效作用加剧。
|
|
Mg （镁） |
镁能使钢中夹杂物数量减少、尺寸减小、漫衍均匀、形态改善等。微量镁能改善轴承钢的碳化物尺寸及漫衍 ，含镁轴承钢的碳化物颗粒细小均匀。当镁含量为0.002%～0.003% ,其抗拉强度和屈服强度增加5%以上 ，塑性基本坚持稳定。
|
|
Al （铝） |
铝作为脱氧剂或合金化元素加入钢中 ，铝脱氧能力比硅、锰强得多。铝在钢中的主要作用是细化晶粒、牢固钢中的氮 ，从而显著提高钢的攻击韧性 ，降低冷脆倾向和时效倾向性。如D级碳素结构钢要求钢中酸溶铝含量不小于0.015% ，深冲压用冷轧薄钢板08AL要求钢中酸溶铝含量为0.015%―0.065%。
铝还可提高钢的抗腐化性能 ，特别是与钼、铜、硅、铬等元素配合使用时 ，效果更好。
铬钼钢和铬钢中含Al可增加其耐磨性。高碳工具钢中Al的保存可使爆发淬火脆性。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。
|
|
Si （硅） |
Si是炼钢历程中重要的还原剂和脱氧剂：关于碳钢中的许多材质来说 ，都含有0.5%以下的Si ，这些Si一般是由于炼钢历程中作为还原剂和脱氧剂而带入的。 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、钒等元素强。但含硅量凌驾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 ，所以硅钢片的磁阻滞损耗较低。硅能提高铁素体的导磁率 ，使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 ，从而减少了铁的磁时效作用。
含硅的钢在氧化气氛中加热时 ，外貌将形成一层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生长 ，降低塑性。硅钢若加热时冷却较快 ，由于热导率低 ，钢的内部和外部温差较大 ，因而断裂。
硅能降低钢的焊接性能。因为与氧的结合能力硅比铁强 ，在焊接时容易生成低熔点的硅酸盐 ，增加熔渣和融化金属的流动性 ，引起喷溅现象 ，影响焊接质量。硅是良好的脱氧剂。用铝脱氧时酌情加一定量的硅 ，能显著提高率的脱氧性。硅在钢中原来就有一定的剩余 ，这是由于炼铁炼钢时作为原料带入的。在欢喜钢中 ，硅限制在<0.07% ，有意加入时 ，则在炼钢时加入硅铁合金。
|
|
P （磷） |
P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、攻击韧性显著降低。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%。
P的固溶强化及冷作硬化作用很好 ，与铜联合使用 ，提崎岖合金高强度钢的耐大气腐化性能 ，但降低其冷冲压性能 ，与硫、锰联合使用 ，改善切削性 ，增加回火脆性及冷脆敏感性。
磷可提高比电阻 ，且由于容易粗晶而可使矫顽力和涡流损失降低 ，于磁感而言 ，则在弱中磁场下磷含量高的钢磁感会提高 ，含P硅钢的热加工也并不困难 ，但由于它会使硅钢具冷脆性 ，含量≯0.15%（如冷轧电机用硅钢含P=0.07～0.10%）。 磷是强化铁素体作用最强的元素。（P对硅钢再结晶温度和晶粒长大的影响将凌驾同等硅含量作用的4～5倍。）
|
|
S （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)的形态保存于钢中 ，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”。降低钢的延展性和韧性 ，在铸造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也倒运 ，降低耐腐化性。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。
由于其切屑发脆而可获得很是光泽的外貌 ，所以可用于制要求负荷不大而具高外貌光洁度的钢制件（名为快削钢） ，（如Cr14）有意加进少量的硫（=0.2～0.4%）。 某些高速钢工具钢进行硫化外貌。
|
|
K/Na （钾/钠） |
钾/钠可作为变质剂使白口铁中碳化物团球化 ，使白口铁（以及莱氏体钢） 友情链接：凯时K66集团凯时K66铸造凯时K66钢铁
Copyright ? 2017 山东凯时K66钢铁有限公司
电话:0536-5364448 传真: 0536-5361433
备案号:[鲁ICP备13013495号-4] 技术支持:威龙商务 百度统计
|
