① 磷(P)元素對鋼材性能有什麼影響
磷(P)與純鐵體結成不穩定的固溶體,有增大純鐵體晶粒的害處。磷可使鋼材的強度提高,但專會大大屬降低塑性和韌性,使鋼材在低溫時變脆,提高冷裂紋敏感性即「冷脆」。磷一般含量不大於0.050%,對焊接結構不高於0.045%,降至0.02%更好。以國產15Mn為例,限值$0.04%,實測某工程用鋼磷含量的最大值0.04%,最小值0.008%,平均值0.022%。國外進口StE355鋼磷含量的限值<0.035%,實測最大值0.021%,最小值0.004%,平均值0.009%。我國鋼材與進口鋼材性能差距較大,雜質較多,指標都比較高,實際測量結果數據波動很大,如25mm以上的厚鋼材屈服強度不夠,含磷(P)、硫(S)量仍偏高,有的厚鋼板抗層撕裂性能差。
② 屬於鋼材有害成分的什麼
鋼材中的主要有害成抄分是硫、磷和襲氧,應特別注意控制它們的含量。
鋼材中對鋼材有益的成分有錳、硅、釩、鈦等,因為其含量可控制,所以可冶煉成低合金鋼。
鋼材中除主要化學成分Fe鐵以外,還含有少量的碳(C)、硅(Si)、錳(Mn)、磷(P)、硫(S)、氧(0)、氮(N)、鈦(TO、釩(V)等元素,這些元素雖含量很少,但對鋼材性能的影響很大。
③ 鋼材中有益元素和有害元素對鋼材技術性質有何影響
比如你抄拿做飛機的材料來造自行車不是浪費嗎,畢竟隨著難度增大成本也在不斷升高,Cu,Mo,一般含碳量增加會讓材質變硬變脆,Cr,價格也會越高含碳量會影響剛的力學性能。剛中的有藝元素有很多,抗拉性能下降,但是冶煉難度會降低,康沖擊性能也會下降,跟碳一樣是不可去除的,不過也沒有必要太追求這些,等等,Ni,比如Co,Mn,反而得不償失,P元素含量越低越好,能符合國標就行,P,一般來說S,Si(主要影響熔化後的流動性),有害元素是S,但是因為空氣中就含有這些元素,所以高質量的冶煉這些有害元素會少
④ 鋼鐵中的五大元素對鋼鐵的性質產生什麼影響
1、碳(C) 碳是鋼鐵的主要成分之一它直接影響著鋼鐵的性能。碳是區別鐵與鋼,決定鋼號、品級的主要標志。碳是對鋼性能起決定作用的元素。碳在鋼中可作為硬化劑和加強劑,正是由於碳的存在,才能用熱處理的方法來調節和改善其機械性能, 鋼中含碳量增加,屈服點和抗拉強度升高,但塑性和沖擊性降低,當碳量0.23%超過時,鋼的焊接性能變壞,因此用於焊接的低合金結構鋼,含碳量一般不超過0.20%。碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力,在露天料場的高碳鋼就易銹蝕;此外,碳能增加鋼的冷脆性和時效敏感性。
2、硅(Si):由原料礦石引入或脫氧及特殊需要而有意加入,在煉鋼過程中加硅作為還原劑和脫氧劑,所以鎮靜鋼含有0.15-0.30%的硅。如果鋼中含硅量超過0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能顯著提高鋼的彈性極限,屈服點和抗拉強度,故廣泛用於作彈簧鋼。在調質結構鋼中加入1.0-1.2%的硅,強度可提高15-20%。硅和鉬、鎢、鉻等結合,有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用,可製造耐熱鋼。含硅1-4%的低碳鋼,具有極高的導磁率,用於電器工業做矽鋼片。硅量增加,會降低鋼的焊接性能。
3、錳(Mn):少量由原料礦石中引入,主要是在冶煉鋼鐵過程中作為脫硫脫氧劑有意加入,鋼鐵中主要以MnS狀態存在,如S含量較低,過量的錳可能組成MnC、MnSi、FeMnSi等,成固熔體狀態存在,在煉鋼過程中,錳是良好的脫氧劑和脫硫劑,一般鋼中含錳0.30-0.50%。在碳素鋼中加入0.70%以上時就算「錳鋼」,較一般鋼量的鋼不但有足夠的韌性,且有較高的強度和硬度,提高鋼的淬性,改善鋼的熱加工性能,如16Mn鋼比A3屈服點高40%。含錳11-14%的鋼有極高的耐磨性,用於挖土機鏟斗,球磨機襯板等。錳量增高,減弱鋼的抗腐蝕能力,降低焊接性能。
4、磷(P):由原料中引入,有時也為了特殊需要而有意加入,以Fe2P或Fe3P狀態存在,在一般情況下,磷是鋼中有害元素,增加鋼的冷脆性,使焊接性能變壞,降低塑性,使冷彎性能變壞。因此通常要求鋼中含磷量小於0.045%,優質鋼要求更低些。
5、硫(S):主要由焦炭或原料礦石引入鋼鐵,主要以MnS或FeS狀態存在,硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產生熱脆性,降低鋼的延展性和韌性,在鍛造和軋制時造成裂紋。硫對焊接性能也不利,降低耐腐蝕性。所以通常要求硫含量小於0.055%,優質鋼要求小於0.040%。在鋼中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常稱易切削鋼。
⑤ 金屬元素對模具鋼的影響有哪些
模具鋼是由各種化學成分組成的,鐵(Fe)是基本元素,其次是碳(C)和其他元素,各種化學元素對鋼材的性能有不同的影響。
①碳(C) 碳是僅次於鐵的主要元素,它直接影響鋼材的強度、塑性、韌性和焊接性能等。當鋼中含碳量在0.8%以下時,隨著含碳量的增加,鋼材的強度和硬度提高,而塑性和韌性降低;但當含碳量在1.0%以上時,隨著含碳量的增加,鋼材的強度反而下降。 隨著含碳量的增加,鋼材的焊接性能變差(含碳量大於0.3%的鋼材,可焊性顯著下降),冷脆性和時效敏感性增大,耐大氣銹蝕性下降。
②硅(Si) 硅是一種脫氧劑,其脫氧作用比錳強,是鋼中的有益元素。硅含量較低時,能提高鋼材的強度,而對塑性和韌性無明顯影響,但是當硅含量超過0.8%~1.0%時,則塑性下降,特別是沖擊韌性顯著降低。 含硅量在1%~4%的低碳鋼,具有極高的導磁性能,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。
③錳(Mn) 錳是作為脫氧除硫的元素加入鋼中的,是鋼中的有益元素。 錳具有很強的脫氧去硫能力,它可以和硫結合形成MnS,從而在相當大程度上消除硫的有害影響,顯著改善鋼材的熱加工性能。 同時,錳對碳素鋼的力學性能有良好影響,它能提高鋼材的硬度、強度和耐磨性。錳含量小於0.8%,能在保持(或只略降)原有的塑性及沖擊韌性的條件下,大幅度提高碳素鋼的屈服極限及強度極限。 錳對鋼的焊接性能也有影響。在含錳量很低時,錳主要起消除熱脆性的作用,此時錳對焊接性能的影響,特別是在硫含量略高時,是有益的;但在含錳量遠遠超過消除熱脆性所必需的含量時,多餘的錳會顯著增加奧氏體的過冷能力,這時錳主要起增加冷裂紋形成的作用,會使得鋼的焊接性能變差。
④磷(P) 磷是鋼中難去除的有害雜質,會引起鋼的冷脆性增加並損壞鋼的焊接性能。造成「冷脆」的原因是磷會形成硬脆化合物Fe2P。 另外磷能提高切削性能和抗蝕性,故在易切削或耐候鋼中可適當增加磷含量。
⑤硫(S) 硫主要來自煉鋼原料,煉鋼時難以除盡。硫在鋼中是以硫化物夾雜形式存在,對鋼的塑性、韌性、焊接性能、厚度方向性能、疲勞性能和耐腐蝕性都有不利影響。 其中危害最大是與鐵生成FeS,並形成Fe-FeS二元低熔點共晶體,造成鋼在800~1200℃時變脆而易於開裂,即產生"熱脆性"。
⑥氧(O) 氧是有害雜質元素,在鋼中氧幾乎全部以氧化物的形式存在,鋼中各種氧化物的總量隨著含氧量增加而增加,這些氧化物雜質對鋼材力學性能等各方面均有不利影響。 隨著鋼中含氧量增加,鋼的塑性、沖擊韌性降低,氧化物夾雜使鋼的耐腐蝕性、耐磨性降低,使冷沖壓性、鍛造加工性及切削加工性變差。
⑦氮(N) 氮對鋼材性能的影響與碳、磷相似,隨著氮含量的增加,可使鋼材的強度顯著提高,塑性特別是韌性也顯著降低,可焊性變差,冷脆性加劇;同時增加時效傾向及冷脆性和熱脆性,損壞鋼的焊接性能及冷彎性能。因此,應該盡量減小和限制鋼中的含氮量。一般規定氮含量應不高於0.018%。 氮在鋁、鈮、釩等元素的配合下可以減少其不利影響,改善鋼材性能,可作為低合金鋼的合金元素使用。
⑧氫(H) 氫也是鋼中的有害元素。 與氧、氮一樣,氣體元素在固態鋼中溶解度極小,它們在高溫時溶入鋼液,冷卻時來不及逸出而積聚在組織中形成高壓細微氣孔,使鋼的塑性、韌度和疲勞強度急劇降低,嚴重時會造成裂紋、脆斷,是必須嚴格控制的有害元素。
⑨鉻(Cr) 鉻能顯著提高鋼材強度、硬度和耐磨性,但同時降低塑性和韌性。鉻還能提高鋼材的抗氧化性和耐腐蝕性,因而是不銹鋼和耐熱鋼的重要合金元素。
⑩鎳(Ni) 鎳能提高鋼的強度,而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸鹼有較高的耐腐蝕能力,在高溫下有防銹和耐熱能力。
⑪鉬(Mo) 鋁能使鋼的晶粒細化,提高淬透性和熱強性能,在高溫時保持足夠的強度和抗蠕變能力(長期在高溫下受到應力而發生變形叫做蠕變)。結構鋼中加入鉬,能提高機械性能,還可以抑制合金鋼因火而引起的脆性。
⑫鈦(Ti) 鈦是強脫氧劑,它能使鋼的內部組織緻密,細化晶粒;降低時效敏感性和冷脆性,改善焊接能。在一些奧氏體不銹鋼中加入適量的鈦,可避免晶間腐蝕。
⑬釩(V) 釩是鋼的優良脫氧劑。鋼中加0.5%的釩可細化組織晶粒,提高強度和韌性。釩與碳形成的碳化物,在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。
⑭鈮(Nb) 鈮能細化晶粒和降低鋼的過熱敏感性,提高強度,但塑性和韌性有所下降。在普通低合金鋼中加鈮,可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕的能力。鈮還可改善焊接性能。在奧氏體不銹鋼中加鈮,可防止晶問腐蝕現象。
⑮銅(Cu) 銅能提高強度和韌性,並具有良好的抗大氣腐蝕性能。缺點是在熱加工時容易產生熱脆,銅含量超過0.5%時塑性顯著降低。當銅含量小於0.5%時對焊接性能無影響。
⑯硼(B) 鋼中加入微量的硼就可改善鋼的緻密性和熱軋性能,提高強度。
⑰鋁(Al) 鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁,可細化晶粒,提高沖擊韌性。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能,鋁和鉻、硅合用,可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。
⑱鎢(W) 鎢有二次硬化作用,使鋼具有紅硬性,提高耐磨性,對鋼的淬透性、回火穩定性、力學性能及熱強性的影響均與鉬相似,稍微降低鋼的抗氧化性。
⑲鉛(Pb) 鉛可以改善切削加工性。鉛系易切削鋼有良好的力學性能和熱處理性。由於污染環境以及在廢鋼回收熔煉過程中的有害作用,鉛有被逐漸替代的趨勢。
⑥ 請問鋼材中的C、S、Si、Mn、P元素對鋼材都有什麼影響,他們的作用分別是什麼
鋼材的質量及性能是根據需要而確定的,不同的需要,要有不同的元素含量.
(1)碳;含碳量越高,剛的硬度就越高,但是它的可塑性和韌性就越差.
(2)硫;是鋼中的有害雜物,含硫較高的鋼在高溫進行壓力加工時,容易脆裂,通常叫作熱脆性.
(3)磷;能使鋼的可塑性及韌性明顯下降,特別的在低溫下更為嚴重,這種現象叫作冷脆性.在優質鋼中,硫和磷要嚴格控制.但從另方面看,在低碳鋼中含有較高的硫和磷,能使其切削易斷,對改善鋼的可切削性是有利的.
(4)錳;能提高鋼的強度,能消弱和消除硫的不良影響,並能提高鋼的淬透性,含錳量很高的高合金鋼(高錳鋼)具有良好的耐磨性和其它的物理性能.
(5)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.
(6)鎢;能提高鋼的紅硬性和熱強性,並能提高鋼的耐磨性.
(7)鉻;能提高鋼的淬透性和耐磨性,能改善鋼的抗腐蝕能力和抗氧化作用.
(8)釩;能細化鋼的晶粒組織,提高鋼的強度,韌性和耐磨性.當它在高溫熔入奧氏體時,可增加鋼的淬透性;反之,當它在碳化物形態存在時,就會降低它的淬透性.
(9)鉬;可明顯的提高鋼的淬透性和熱強性,防止回火脆性,提高剩磁和嬌頑力.
(10)鈦;能細化鋼的晶粒組織,從而提高鋼的強度和韌性.在不銹鋼中,鈦能消除或減輕鋼的晶間腐蝕現象.
(11)鎳;能提高鋼的強度和韌性,提高淬透性.含量高時,可顯著改變鋼和合金的一些物理性能,提高鋼的抗腐蝕能力.
(12)硼;當鋼中含有微量的(
0.001
-
0.005
%)硼時,鋼的淬透性可以成倍的提高.
(13)鋁;能細化鋼的晶粒組織,阻抑低碳鋼的時效.提高鋼在低溫下的韌性,還能提高鋼的抗氧化性,提高鋼的耐磨性和疲勞強度等.
(14)銅;它的突出作用是改善普通低合金鋼的抗大氣腐蝕性能,特別是和磷配合使用時更為明顯。
⑦ 下列鋼材化學成分中對鋼材性能有害的元素是( )
B ,B,A,/,/,C。D。B,B,A,D,C,A,/,D,C,/,/
⑧ 錳元素對鋼材的性能有哪些影響
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。
⑨ 化學元素C、Mn、Si、S、P中,對鋼材有害的元素是什麼其中什麼會使鋼材產生「冷脆」。
S在通常情況下是有害元素。使鋼產生熱脆性,降低鋼的延展性和韌性,在鍛造和軋制時造成裂紋。
P在一般情況下,是有害元素,增加鋼的冷脆性,使焊接性能變壞,降低塑性,使冷彎性能變壞。
⑩ 化學元素C、Mn、Si、S、P中,對鋼材有害的元素是什麼
對鋼材有害的元素,要看你是什麼鋼材。但通常情況下P、S都是有害的。冷脆的是P。
磷P:
在一般情況下,磷是鋼中有害元素,增加鋼的冷脆性,使焊接性能變壞,降低塑性,使冷彎性能變壞。因此通常要求鋼中含磷量小於0.045%,優質鋼要求更低些。
硫 S
硫在鋼中為有害元素,通常要求硫含量小於0.055%,優質鋼要求小於0.040%。
a、使鋼產生熱脆性,降低鋼的延展性和韌性,在鍛造和軋制時造成裂紋。
b、破壞鋼的焊接性能,降低耐腐蝕性。
c、可使鋼的強度降低,因此有利於鋼的切削,但除了易切鋼之外,極少利用。
碳C
a、鋼中含碳量增加,屈服點和抗拉強度升高,塑性和沖擊性降低。
b、當碳量超過0.23%時,焊接性能變壞,因此用於焊接的低合金結構鋼,含碳量一般不超過0.20%。碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力。
c、能增加鋼的冷脆性和時效敏感性。
錳 Mn
在煉鋼過程中,錳是良好的脫氧劑和脫硫劑,一般鋼中含錳0.30-0.50%。
a、含量增加可增加鋼的強度及硬度,對提高低碳和中碳珠光體鋼的強度及硬度有顯著的作用
b、有脫氧及脫硫的功效,故錳能發揮鋼的鍛造性與可塑性。
c、鋼中含量多時,可降低鋼的淬火溫度,提高鋼的淬透性。
d、可增進鋼的硬化深度,尤其在含碳量高的由硬性錳鋼最為顯著,對鋼的高溫瞬時強度有所提高。
缺點:
1.含錳較高時,有較明顯的回火脆性現象;
2.錳有促進晶粒長大的作用,因此錳鋼對過熱較敏感t在熱處理工藝上必須注意,這種缺點可用加入細化晶粒元素如鉬、釩、鈦等來克服。
3.當錳的質量分數超過1%時,鋼的焊接性能變壞,
4.錳會使鋼的耐銹蝕性能降低。
Si
在煉鋼過程中加硅作為還原劑和脫氧劑,所以鎮靜鋼含有0.15-0.30%的硅。
a、阻礙碳元素溶於鋼中,對於碳量較高的鋼,硅多則增加脆性,加速鋼的晶粒生長,使其變粗,含量需控制在0.05%~0.30%。
b、提高鋼中固溶體的強度和冷加工硬化程度使鋼的韌性和塑性降低,增加鋼的電磁傳導率,故適於製造電器材料。
c、增高淬火溫度,增加耐熱鋼的氧化性。
d、顯著地提高鋼的彈性極限、屈服極限和屈強比,在調質結構鋼中加入1.0-1.2%的硅,強度可提高15-20%。
e、提高耐腐蝕性。硅的質量分數為15%一20%的高硅鑄鐵,是很好的耐酸材料。含有硅的鋼在氧化氣氛中加熱時,表面也將形成一層SiO2薄膜,從而提高鋼在高溫時的抗氧化性。
缺點:使鋼的焊接性能惡化。