A. 為什麼說碳素鋼中的錳和硅是有益元素
猛是煉鋼時加入錳鐵脫氧而殘留在鋼中的。其脫氧能力較好,能清除鋼中的FeO,降低鋼的脆性,此外猛還能與硫形成MnS,以減輕硫的有害作用,所以說呢猛是有益元素(不過要注意的是他作為雜質存在的話,它的質量分數一般小於0.8%,不過對鋼的性能影響不大)
硅是在煉鋼時加入硅鐵脫氧而殘留在鋼中的。硅的脫氧能力比猛還強,在室溫下能溶入鐵素體,提高鋼的強度和硬度(不過要注意的是它作為雜質存在的話,它的質量分數一般小於0.4%,不過對鋼的性能影響不大)
硫是煉鋼時由礦石和燃料帶入鋼中的。硫在鋼中會與鐵形成化合物FeS,它與鐵會形成低熔點的共晶體分布在奧氏晶體上。在高溫下進行鍛壓加工時,會出現「熱脆」現象,造成鋼材在鍛壓加工過程中開裂,因此硫是有害元素,其質量分數一般應嚴格控制在0.03%以下。
磷是煉鋼中由礦石帶入鋼中的,磷可全部溶於鐵素體,產生強烈的固溶強化,使鋼的強度硬度增加,但塑性和韌性顯著降低。在低溫時更嚴重會出現「冷脆」的脆化現象,而且磷在結晶時還容易偏析,從而局部發生冷脆。因此,磷也是有害元素,其質量分數必須嚴格控制在0.035%以下。
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B. 錳在鋼材中起了什麼作用·····還有硅······過多過少對鋼材有什麼影響
一錳的影響
錳是煉鋼時加入錳鐵脫氧而殘留在鋼中的。錳的脫氧能力較好,能清除鋼中的FeO,降低鋼的脆性;錳還能與硫形成MnS,以減輕硫的有害作用。所以錳是一種有益元素。但是,作為雜質存在時,其含量(Wmn)一般不小於0.8%,對鋼的性能影響不大。
二硅的影響
硅是煉鋼時加入硅鐵脫氧而殘留在鋼中的。硅的脫氧能力比錳強,在室溫下硅能溶入鐵素體,提高鋼的強度和硬度。因此,硅也是有益元素。但作為雜質存在時,其含量(Wsi)一般小於0.4%,對鋼的性能影響不大。
C. 鋼材中的化學成分對鋼材性能主要有什麼影響
鋼中除鐵、碳兩種基本元素外,還含有其他的一些元素,它們對鋼的性能和質量有一定的影響。
(1)碳。碳是決定鋼材性能的主要元素。隨著含碳量的增加,鋼的強度、硬度提高,塑性、韌性降低。但當含碳量大於1.o%時,由於鋼材變脆,抗拉強度反而下降。
(2)硅、錳。硅和錳是鋼材中的有益元素。硅和錳是在煉鋼時為了脫氧加入硅鐵和錳鐵而留在鋼中的合金元素。
硅的含量在1%以內,可提高鋼材的強度,對塑性和韌性沒有明顯影響。但含硅量超過1%時,鋼材冷脆性增加,可焊性變差。
錳的含量為0.8%~1%時,可顯著提高鋼的強度和硬度,幾乎不降低塑性及韌性。當其含量大於1%時,在提高強度的同時,塑性及韌性有所下降,可焊性變差。
(3)硫、磷。硫和磷是鋼材中主要的有害元素,煉鋼時由原料帶入。
硫能夠引起熱脆性,熱脆性嚴重降低了鋼的熱加工性和可焊性。硫的存在還使鋼的沖擊韌性、疲勞強度、可焊性及耐蝕性降低。
磷能使鋼材的強度、硬度、耐蝕性提高,但顯著降低鋼材的塑性和韌性,特別是低溫狀態的沖擊韌性下降更為明顯,使鋼材容易脆裂,這種現象稱為冷脆性。冷脆性使鋼材的沖擊韌性以及焊接等性能都下降。
(4)氧、氮。氧和氮是鋼材中的有害元素,它們是在煉鋼過程中進入鋼液的。這些元素的存在降低了鋼材的強度、冷彎性能和焊接性能。氧還使鋼材的熱脆性增加,氮還使鋼材的冷脆性及時效敏感性增加。
(5)鋁、鈦、釩、鈮。鋁、鈦、釩、鈮等元素是鋼材中的有益元素,它們均是煉鋼時的強脫氧劑,也是合金鋼中常用的合金元素。適量地加入這些元素,可以改善鋼材的組織,細化晶粒,顯著提高鋼材的強度和改善鋼材的韌性。
D. 鋼管中硅是什麼作用
硅對鋼的顯微組織及熱處理的影響
1)作為鋼中的合金元素,其質量分數一般不低於0.4%,以固溶體形態存在於鐵素體或奧氏體中,能夠縮小奧氏體相區。
2)提高退火、正火和淬火溫度,在亞共析鋼中提高淬透性。
3)硅不形成碳化物,可強烈地促進碳的石墨化,在硅含量較高的中碳鋼和高碳鋼中,如不含有強碳化物形成元素,易在一定溫度下發生石墨化。
4)在滲碳鋼中,硅能夠減小滲碳層厚度和碳的濃度。
5)硅對鋼液有良好的脫氧作用。
二、硅對鋼的力學性能的影響
1)提高鐵素體和奧氏體的硬度和強度,其作用較錳、鎳、鉻、鎢、鋁、釩等更強;顯著提高鋼的彈性極限、屈服強度和屈強比,並提高疲勞強度。
2)硅的質量分數超過3%時,鋼的塑性和韌性顯著降低。
3)使鋼中形成帶狀組織,造成橫向性能低於縱向性能。
4)改善鋼的耐磨性能。
三、硅對鋼的物理、化學及加工工藝的影響
1)降低鋼的密度、熱導率、電導率和電阻溫度系數。
2)硅鋼片的渦流損耗量顯著低於純鐵,矯頑力、磁阻和磁滯損耗較低磁導率和磁感強度較高。
3)提高高溫時鋼的抗氧化性能。
4)使鋼的焊接性惡化。
5)硅的質量分數超過2.5%的鋼,其塑性加工較為困難。
四、硅在鋼中的應用
1)在普通低合金鋼中可提高強度,改善局部腐蝕抗力,在調質鋼中可提高淬透性和耐回火性,是多元合金結構中的主要合金組元之一。
2)硅的質量分數為0.5%-2.8%的SiMn或 SiMnB鋼廣泛用於高載荷彈簧材料,同時加入鎢、釩、鉬、鈮、鉻等強碳化物形成元素。
3)硅鋼片是硅的質量分數為1.0%-4.5%的低碳鋼和超低碳鋼,用於電機和變壓器。
4)在不銹鋼和耐蝕鋼中,與鉬、鎢、鉻、鋁、鈦、氮等配合,提高耐蝕性和抗高溫氧化性能。用不銹鋼和耐蝕鋼製作的雕像經久如新
E. 鋼鐵中所含的硅是以什麼形式存在
是以游離的硅原子存在於鐵與碳原子構成的晶格組織中,在有些鋼種裡面起晶格的強化作用,但有的鋼種裡面會與合金元素產生新的結晶組織,不利於鋼的晶粒細化。硅是由煉鋼時加入的灶逗脫氧劑帶入鋼中的。由於硅的脫氧能力較強,硅與鋼液中的氧化亞鐵能結成密度較小的硅酸鹽以爐渣的形式被除去。脫氧後鋼不可避免地殘留著少量硅,這些殘留兄薯下來的硅能溶於鐵素體,使得鐵素體強化,從而提高鋼的強度、硬度和彈性。因此,硅在鋼中是有益元素,但作為雜質元素存隱塵賣在時其質量分數應不超過百分之零點四。
F. 鋼中常存元素有哪些對鋼的性能有何影響
通常說鋼中的雜質元素一般是指硅、錳、硫、磷。
碳鋼除含碳外一般還含有少量的硅、錳、硫、磷,它們對碳鋼的性能都有一定的影響。
一錳的影響
錳是煉鋼時加入錳鐵脫氧而殘留在鋼中的。錳的脫氧能力較好,能清除鋼中的FeO,降低鋼的脆性;錳還能與硫形成MnS,以減輕硫的有害作用。所以錳是一種有益元素。但是,作為雜質存在時,其含量(Wmn)一般不小於0.8%,對鋼的性能影響不大。
二硅的影響
硅是煉鋼時加入硅鐵脫氧而殘留在鋼中的。硅的脫氧能力比錳強,在室溫下硅能溶入鐵素體,提高鋼的強度和硬度。因此,硅也是有益元素。但作為雜質存在時,其含量(Wsi)一般小於0.4%,對鋼的性能影響不大。
三硫的影響
硫是煉鋼時由礦石和燃料帶入鋼中的。硫在鋼中與鐵形成化合物FeS,FeS與鐵則形成低熔點(985°C)的共晶體分布在奧氏體晶界上。當鋼材加熱到1100-1200°C進行鍛壓加工時,晶界上的共晶體已熔化,造成鋼在鍛壓過程中開裂,這種現象稱為「熱脆」。鋼中加入錳,可以形成高熔點(1620°C)的MnS,MnS呈晶粒狀分布在晶粒內,且在高溫下有一定的塑性,從而避免熱脆。因此,硫是有害元素,其含量(Ws)一般應嚴格控制在0.03%-0.05%以下。
四磷的影響
磷是煉鋼時由礦石帶入鋼中的。磷可全部溶於鐵素體,產生強烈的固溶強化,,使鋼的強度和硬度增加,但塑性韌性顯著下降。這種脆化現象在低溫時更為嚴重,故稱為「冷脆」。磷在結晶時還容易偏析。從而在局部發生冷脆。因此,磷也是有害元素,其含量必須嚴格控制在0.035%-0.045%以下。
但是,在硫磷含量較多時,由於脆性較大,切削容易脆斷而形成斷裂切屑,改善鋼的切削加工性。這是硫、磷有利的一面。
G. 鋼鐵中為什麼會含有硅
硅是抄很有效的脫氧劑襲,在煉鋼的時候是需要加硅鐵合金來使鋼水中多餘的氧脫掉的。所以鋼鐵中肯定含硅。
而且鋼中加入硅,能顯著提高鋼的強度、硬度、彈性,提高鋼的磁導率,降低變壓器鋼的磁滯損耗。
因為硅在鋼中特殊的磁導作用,才有了硅鋼。
H. 硅在鋼材中起什麼作用
硅——它可以提高鋼的硬度,但是可塑性和韌性下降,電工用的鋼中含有一定量的硅,能改善軟磁性能.
硅在煉鋼過程中為還原劑和脫氧劑存在,所以鎮靜鋼一般有0.15~0.30%的硅。如果鋼中的硅含量超過0.5%就算含有了含硅的合金元素,硅能顯著提高鋼的彈性極限,屈服點和抗拉強度,故常用做彈簧鋼。合金含量高可提高鋼的耐熱性和抗腐蝕性,住含硅量在1%~4%的低碳鋼,具有極高的導磁性,常用於電器工業和矽鋼片。但隨著硅含量的增加,會降低鋼的焊接性能。