鋼中的雜質(zhì)元素
● 鋼中成分除Fe、 C元素外，還有原料及煉鐵煉鋼時(shí)遺留的Si、Mn、P、S、N、O、H等雜質(zhì)元素及為改善性能加入的合金元素如Cr、Ni、Mo、W等。
鋼中幾個(gè)雜質(zhì)元素對(duì)性能的影響主要有：
1. Si元素
Si作為脫氧劑加入鋼中: 2FeO+Si→2Fe+SiO2。它溶于鐵素體中，對(duì)鋼的強(qiáng)度有強(qiáng)化作用。
2. Mn元素
煉鋼時(shí)脫除鐵礦石中的O、S，需添加Mn元素：
脫氧： FeO＋ Mn →Fe+MnO
脫硫： FeS＋ Mn →Fe+MnS
Mn是有益元素，溶于鐵中形成置換固溶體，溶于滲 碳體中形成合金滲碳體，對(duì)鋼的強(qiáng)度有一定的強(qiáng)化作用.
3. P元素
P是從礦石中帶入的，溶于鐵素體中，使鋼強(qiáng)化、硬度增大，但塑性、韌性會(huì)大大下降，引起“冷脆”,導(dǎo)致冷加工和焊接性能變壞，尤其在低溫環(huán)境下冷脆現(xiàn)象更嚴(yán)重，應(yīng)嚴(yán)格控制wP ＜ 0.045％。
4. S元素
S是煉鐵時(shí)主要由焦炭帶入的。它在鋼中以FeS形式使鋼變脆，尤其FeS和Fe能形成低熔點(diǎn)(9850C)共晶體(FeS＋Fe)。當(dāng)鋼在10000C～12000C熱軋時(shí)，分布在奧氏體晶界上的共晶體(FeS＋Fe)處于熔化，使鋼材軋裂，故稱(chēng)為鋼的“熱脆”。一般通過(guò)加入Mn元素形成高熔點(diǎn)MnS（16000C）解決S的熱脆問(wèn)題。
5. N元素
鋼中溶入過(guò)量的N后，在低溫下N以Fe2N、Fe4N形式析出，使鋼的強(qiáng)度、硬度提高，但塑性、韌性下降，稱(chēng)為“時(shí)效”脆化。一般可通過(guò)加入Al、Ti、V解決。
6. O元素
煉鋼時(shí)C會(huì)形成FeO、Al2O3、SiO2、MnO等非金屬夾雜物，使鋼性能變壞。夾雜物易引起應(yīng)力集中，在疲勞載荷作用下成為開(kāi)裂源，故應(yīng)嚴(yán)格控制其含量。
7. H元素
H是以原子態(tài)或分子態(tài)存在于鋼中，引起“氫脆”，并產(chǎn)生“白點(diǎn)”形成微裂紋，常在缺陷處聚集產(chǎn)生很大的應(yīng)力，使鋼“發(fā)裂”，故要嚴(yán)格控制其含量。 |
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