鋼材冷脆性含什麼

❶ 鋼材的低溫冷脆性是怎麼一回事

1．熱脆-硫的影響 硫是由生鐵及燃料帶入鋼中的雜質。在固態下，硫在鐵中的溶解度極小，而是以FeS的形態存在於鋼中。由於FeS的塑性差，使含硫較多的鋼脆性較大。更嚴重的是，FeS與Fe可形成低熔點（985℃）的共晶體，分布在奧氏體的晶界上。當鋼加熱到約1200℃進行熱壓力加工時，晶界上的共晶體已溶化，晶粒間結合被破壞，使鋼材在加工過程中沿晶界開裂，這種現象稱為熱脆性。為了消除硫的有害作用，必須增加鋼中含錳量。錳與硫優先形成高熔點（1620℃）的硫化錳，並呈粒狀分布在晶粒內，它在高溫下具有一定塑造性，從而避免了熱脆性。硫化物是非金屬夾雜物，會降低鋼的機械性能，並在軋制過程中形成熱加工纖維組織。因此，通常情況下，硫是有害的雜質。在鋼中要嚴格限制硫的含量。但含硫量較多的鋼，可形成較多的MnS，在切削加工中，MnS能起斷屑作用，可改善鋼的切削加工性，這是硫有利的一面。 2．冷脆---磷的影響 磷由生鐵帶入鋼中，在一般情況下，鋼中的磷能全部溶於鐵素體中。磷有強烈的固溶強化作用，使鋼的強度、硬度增加，但塑性、韌性則顯著降低。這種脆化現象在低溫時更為嚴重，故稱為冷脆。一般希望冷脆轉變溫度低於工件的工作溫度，以免發生冷脆。而磷在結晶過程中，由於容易產生晶內偏析，使局部地區含磷量偏高，導致冷脆轉變溫度升高，從而發生冷脆。冷脆對在高寒地帶和其它低溫條件下工作的結構件具有嚴重的危害性，此外，磷的偏析還使鋼材在熱軋後形成帶狀組織。因此，通常情況下，磷也是有害的雜質。在鋼中也要嚴格控制磷的含量。但含磷量較多時，由於脆性較大，在製造炮彈鋼以及改善鋼的切削加工性方面則是有利的。

❷ 為評定鋼材的脆性韌性性能常用什麼作為標准

脆性是指鋼材在受外力作用時，沒有顯著的變形而突然斷裂的性質。根據 溫度條件的不同， 鋼材的脆性分熱脆性和冷脆性兩種。熱脆性是指鋼材在高溫狀 態下所表現出的脆性特徵；冷脆性指鋼材在室溫下，其塑性、韌性急劇降低，並 使脆性轉化溫度有所升高的脆性特徵。 鋼材的脆性取決於其化學成分和組織結構。 鋼材的熱脆性是由硫元素引起的。硫在鋼中以硫化鐵（FeS）的形式存在，其塑 性性能較差， 並且形成熔點低(985℃)的硫化鐵一鐵(FeS—Fe)的共晶體存在於晶 界處。當鋼材在 1000～l200℃高溫條件下加工時，硫化鐵—鐵的共晶體會先於 鋼熔化，使晶體脫開而造成鋼材的脆斷。 鋼材的冷脆性主要是由磷元素引起的。 磷在鋼中形成脆性很大的化合物磷化三鐵 (Fe3P)。即使在常溫狀態下，含磷量高的鋼材在外力作用下也很容易發生脆斷。 鋼材的脆性特徵可通過不同條件下的彎曲試驗來測定。 試件在規定的彎曲角度、 彎心直徑以及反復彎曲次數後， 試件彎曲處不產生裂紋、 斷裂和起層等現象時即認為合格。

韌性表示材料在塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力。韌性越好，則發生脆性斷裂的可能性越小。韌性可在材料科學及冶金學上，韌性是指當承受應力時對折斷的抵抗，其定義為材料在破裂前所能吸收的能量與體積的比值。

❸ 鋼材的熱脆性,冷脆性與成分的關系

熱脆是由於硫的影響，冷脆是由於磷的影響。

硫是由生鐵及燃料帶入鋼中的雜質。在固態下，硫在鐵中的溶解度極小，而是以FeS的形態存在於鋼中。由於FeS的塑性差，使含硫較多的鋼脆性較大。

當鋼加熱到約1200℃進行熱壓力加工時，晶界上的共晶體已溶化，晶粒間結合被破壞，使鋼材在加工過程中沿晶界開裂，這種現象稱為熱脆性。

磷由生鐵帶入鋼中，在一般情況下，鋼中的磷能全部溶於鐵素體中。磷有強烈的固溶強化作用，使鋼的強度、硬度增加，但塑性、韌性則顯著降低。這種脆化現象在低溫時更為嚴重，故稱為冷脆。

鋼的沖擊韌性在高溫和應力長期作用下產生下降的現象稱為熱脆性，幾乎所有情況下，溫度愈高、高溫和應力作用時間越長，鋼的熱脆性也就越顯著。反之，鋼的沖擊韌性在低溫下產生下降的現象稱為冷脆性。在一般情況下，溫度越低韌性下降就明顯。

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不同用途的鋼材類型

1、結構鋼

建築及工程用結構鋼簡稱建造用鋼，它是指用於建築、橋梁、船舶、鍋爐或其他工程上製作金屬結構件的鋼。如碳素結構鋼、低合金鋼、鋼筋鋼等。

機械製造用結構鋼是指用於製造機械設備上結構零件的鋼。這類鋼基本上都是優質鋼或高級優質鋼，主要有優質碳素結構鋼、合金結構鋼、易切結構鋼、彈簧鋼、滾動軸承鋼等

2、工具鋼

一般用於製造各種工具，如碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼等。按用途又可分為刃具鋼、模具鋼、量具鋼。

3、特殊鋼

具有特殊性能的鋼，如不銹耐酸鋼、耐熱不起皮鋼、高電阻合金、耐磨鋼、磁鋼等。

4、專業用鋼

這是指各個工業部門專業用途的鋼，如汽車用鋼、農機用鋼、航空用鋼、化工機械用鋼、鍋爐用鋼、電工用鋼、焊條用鋼等。

❹ 決定鋼材硬度、強度、韌性、彈性的物質是什麼

對鋼材性能產生影響的元素
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．

❺ 鋼材的低溫冷脆性是怎麼一回事

低溫冷脆性指隨著溫度的降低，金屬材料強度有所增加，而韌性下降這一種現象的稱呼。材料的沖擊吸收功隨溫度降低而降低，當試驗溫度低於Tk(韌脆臨界轉變溫度)時，沖擊吸收功明顯下降，材料由韌性狀態變為脆性狀態，這種現象稱為低溫脆性。

材料由延性破壞轉變到脆性破壞的上限溫度稱為韌脆轉變溫度。為防止發生低溫脆性破壞，鋼材的最低允許工作溫度就應高於韌脆轉變溫度的上限。

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溫度是影響金屬材料和工程結構斷裂方式的重要因素之一。許多斷裂事故發生在低溫。這是由於溫度對工程上廣泛使用的低中強度結構鋼和鑄鐵的性能影響很大，隨著溫度的降低，鋼的屈服強度增加韌度降低。體心立方金屬存在脆性轉變溫度是其脆性特點之一。

隨著溫度降低，在某一溫度范圍內，缺口沖擊試樣的斷裂形式由韌性斷裂轉變為脆性斷裂，這種斷裂形式的轉變，通常用一個特定的轉變溫度來表示，該轉變溫度在一定意義上表徵了材料抵抗低溫脆性斷裂的能力。

這種隨溫度降低材料由韌性向脆性轉變的現象稱做低溫脆性或冷脆，發生脆性轉變的溫度稱為脆性轉變溫度。工程構件的工作溫度必須在脆性轉變溫度以上，以防止發生脆性斷裂。

並不是所有的金屬材料都具有低溫脆性。只有以體心立方金屬為基的冷脆金屬才具有明顯的低溫脆性，如中低強度鋼和鋅等。而面心立方金屬，如鋁等，沒有明顯的低溫脆性。

❻ 什麼是鋼的熱脆性，冷脆性

硫在固態鐵中溶解度極小，它能與鐵形成低熔點（1190℃）的fes。fes+fe共晶體的熔點更低（989℃）。這種低熔點的共晶體一般以離異共晶形式分布在晶界上。對鋼進行熱加工（鍛造，軋制）時，加熱溫度常在1000℃以上，這時晶界上的fes+fe共晶熔化，導致熱加工時鋼的開裂。這種現象稱為鋼的「熱脆，或紅脆脆」冷脆性：隨著溫度的降低，大多數鋼材的強度有所增加，而韌性下降。金屬材料在低溫下呈現的脆性稱為冷脆性。材料由延性破壞轉變到脆性破壞的上限溫度稱為韌脆轉變溫度。為防止發生低溫脆性破壞，鋼材的最低允許工作溫度就應高於韌脆轉變溫度的上限。值得一提的是，具有面心立方晶格結構的奧氏體不會發生低溫脆性，而體心立方晶格的鐵素體會發生低溫脆性。鋼材中磷含量的增加會顯著增加鋼材的冷脆性。

❼ 影響鋼材發生冷脆的化學元素是哪些

影響鋼材發生冷脆的化學元素主要有氮和磷，而使鋼材發生熱脆的化學元素主要是氧和硫。

對於鋼材，脆性越高其硬度越大，抗彎曲強度越高，而對於塑性較強的鋼材來說正好與之相反，塑性強度大的鋼材其硬度低，易彎曲不易折斷，對於這兩種鋼材來說其性能有明顯的差別。

冷脆性只發生在具有體心立方晶格的金屬中。鍋爐與壓力容器中廣泛採用的低碳鋼及低合金鋼都是體心立方晶格型，所以會發生遇冷變脆的現象。而面心立方晶格的金屬，如鋁、銅、鎳都不會產生冷脆現象。

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加工硬化降低了鋼材的韌性，同時使韌脆轉變溫度增加。這種影響隨鋼材類型不同及加工硬化量的大小而變化。對於沖壓封頭，試驗結果表明，冷壓封頭的韌脆轉變溫度高於熱壓封頭，且沖擊韌度值也有所減小。

對於冷脆性的材料會在溫度變低的情況下脆性急劇增加，因此，選用冷脆性材料時因注意使用的環境以及溫度等的影響因素，盡量避免不必要的意外發生，在選材時要把溫度對鋼材的影響因素考慮在內。