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Ni,S,P,H,O元素对钢铁性能的影响
来源:热家网微信公众号 | 作者:prob3de0a | 发布时间: 2018-07-18 | 4243 次浏览 | 分享到:

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%。

3、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。

4、固溶强化及冷作硬化作用很好,与铜联合使用,提高低合金高强度钢的耐大气腐蚀性能,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;

5、磷的有益作用

1)由于其切屑发脆得到光洁的表面而加进快削钢,制受荷不大的零件。

2)某些高速钢,工具钢进行磷化表面处理以达到目的

3)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。而在磁场下则磷含量增高而磁感略有减弱。含P硅钢的热加工也并不困难。所以硅钢中有时加磷,但由于它会使硅钢具冷脆性。所以其量甚微≯0.15%(如冷轧电机用硅钢含P=0.07~0.10%)。

4)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超过同等硅含量作用的4~5倍。)

6、磷的不良影响:

1)磷溶于铁素体中,会使其晶格歪曲,晶粒长大,而且有冷脆性。P>0.13%时脆性特甚,P使钢破断能转变温度增高的作用比碳强约20倍。

2)和Mn一样使钢晶粒粗化

7、一般合金钢的磷含量:

普通碳钢P≯0.055%;轴承钢P≯0.027%、P+S≯0.045%;优质碳钢P≯0.045%合金钢P≯0.15%  P+C≯0.025%高级优质钢P≯0.035%

H元素

钢中溶有氢会引起钢的氢脆、白点等缺陷。白点常在轧制的厚板、大锻件中发现,在纵断面中可看到圆形或椭圆形的白色斑点;在横断面上则是细长的发丝状裂纹。锻件中有了白点,使用时会发生突然断裂,造成不测事故。因此,化工容器用钢,不允许有白点存在。氢产生白点冷裂的主要原因是因为高温奥氏体冷至较低温时,氢在钢中的溶解度急剧降低。当冷却较快时,氢原子来不及扩散到钢的表面而逸出,就在钢中的一些缺陷处由原子状态的氢变成分子状态的氢。氢分子在不能扩散的条件下在局部地区产生很大压力,这压力超过了钢的强度极限而在该处形成裂纹,即白点。

2、氢的作用:

1)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)。

2)H与C作用能生成甲烷(CH4),所以H 的存在会促进脱碳。

3)H是一般钢中最有害的元素。因为它是产生钢中白点的罪魁祸首,实验

知钢中形成白点的危险含H量为5~150px3/100g Fe,主要是因为A体可溶H量大,而冷至低温珠光体则溶解度大大减小,所以当冷却过快,高压氢气来不及析出钢外,高压氢的张力与其它诸种应力作用,即可能超过材料的σb,因此产生许多微裂,此即谓之白点。实践知640~650℃最易使A体转变为珠光体,200℃则最关于钢中的危险含H量,不同的资料有不同的数据。

O元素

1、氧在钢中是有害元素。它是在炼钢过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。氧在钢中以FeO、MnO、SiO2、Al2O3等夹杂形式,使钢的强度、塑性降低。尤其是对疲劳强度、冲击韧性等有严重影响。

2、氧的作用:

1)残存于钢锭中的氧,或扩散到金属表层的氧,均易使晶界氧化而形成脆性的氧化物夹层,把(A体晶粒隔绝开来。以至在随后的变形加工中引起晶间裂纹(后者也即常说的过烧)。实践知,只要钢中含O量超过0.03~0.04%,其强度和塑性就明显下降。

2)氧与碳的作用,可能将钢中碳烧损以至造成脱碳,但是当有过量氧的情况下,则表面脱碳层将被完全烧成氧化皮而反而成了一层保护膜,而使脱碳过程减慢。此时烧损金属较多,其作用还要看氧化皮的组织改善性。

3)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。

4)FeO在高温时稳定,但当温度降低至560℃以下时则易分解成Fe3O4及α‐Fe,钢加热后在空气中慢冷则可能出现Fe2O3。(钢中氧化物塑性差,氧化后则几乎无塑性)

(本文转自《热家网》微信公众号,版权归原作者所有。如涉及作品版权问题,请及时与我们联系。)

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