『壹』 硅元素對鋼材的性能有哪些影響
硅是一復種化學元素,它的化學符號制是Si,舊稱矽xī,在多個領域有不可輕視的作用。
硅在金屬材料冶煉中可以起到耐高溫、富韌性、並可凈化鋼液,提高鋼材質量。
硅合金密度小,熱膨脹系數低,鑄造性能和抗磨性能好,用其鑄造的合金鑄件具有很高的抗擊沖擊能力和很好的高壓緻密性,可大大提高使用壽命,常用其生產航天飛行器和汽車零部件。
硅銅合金具有良好的焊接性能,且在受到沖擊時不易產生火花,具有防爆功能,可用於製作儲罐。
鋼中加入硅製成硅鋼片,能大大改善鋼的導磁性,降低磁滯和渦流損失,可用其製造變壓器和電機的鐵芯,提高變壓器和電機的性能。
『貳』 C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo元素在鋼中的作用和熱處理時的影響
1、碳(C):鋼中碳含量增加,屈服點和抗拉強度增加,但塑性和抗沖擊性下降。當碳含量超過0.23%時,鋼的可焊性劣化,因此用於焊接。對於低合金結構鋼,碳含量通常不超過0.20%。
高碳含量也降低了鋼的耐大氣腐蝕性。露天堆場的高碳鋼容易腐蝕;此外,碳可以增加鋼的冷脆性和年齡敏感性。典型的例子是低碳鋼,高碳鋼和高碳鋼的機械性能的變化。
2、錳(Mn):錳是一種良好的脫氧劑和脫硫劑。鋼一般含有一定量的錳,可以消除或減少由硫引起的鋼的熱脆性,從而提高鋼的熱加工性。
錳和鐵形成固溶體,增加鋼中鐵素體和奧氏體的硬度和強度;同時,它是一種碳化物形成元素,並進入滲碳體中以取代一部分鐵原子。鋼中的錳是由於降低了臨界轉變溫度。起到提煉珠光體的作用。
它還間接地起到提高珠光體鋼強度的作用;錳穩定奧氏體結構的能力僅次於鎳,並且還強烈地提高了鋼的淬透性。含量不大於2%的錳已與其它元素組合使用以形成多種合金鋼。
3、硅(Si):硅可以溶解在鐵素體和奧氏體中,提高鋼的硬度和強度,其作用僅次於磷,強於錳,鎳,鉻,鎢,鉬和釩。
然而,當硅含量超過3%時,鋼的可塑性和韌性將顯著降低。硅可以提高鋼的彈性極限,屈服強度和屈服比(σs/σb),以及疲勞強度和疲勞比(σ-1 /σb)。這就是硅或硅錳鋼可用作彈簧鋼的原因。
硅可以降低鋼的密度,導熱性和導電性。它可以促進鐵素體晶粒的粗化。降低矯頑力。它具有降低晶體各向異性,使磁化容易,並且磁阻減小的趨勢。它可用於生產電工鋼,因此硅鋼片的磁滯損耗低,硅可以提高鐵氧體的磁導率,使硅鋼片在較弱的磁場下具有較高的磁感應強度領域。然而,在強磁場下,硅降低了鋼的磁感應強度。硅具有很強的脫氧力,可以降低鐵的磁老化效應。
4、硫(S):增加硫和錳的含量可以提高鋼的切削性能。硫作為易切削鋼中的有益元素添加。
硫在鋼中嚴重分離,會降低鋼的質量。在高溫下,降低鋼的延展性是一種有害元素,以熔點較低的FeS形式存在;僅FeS的熔點僅為1190℃,鋼中鐵與共晶的共晶溫度較低,僅為988℃,當鋼凝固時,硫化鐵在初級晶界處集中。當鋼在1100-1200℃下軋制時,晶界上的FeS將熔化,大大削弱了晶粒之間的結合力,導致鋼的熱脆性。
5、磷(P):磷在鋼中具有強固溶強化和冷加工硬化效果。作為添加到低合金結構鋼中的合金元素,它可以提高鋼的強度和耐大氣腐蝕性,但降低其冷沖壓性能。
磷與硫和錳的結合可以提高鋼的切削性能,提高加工零件的表面質量,用於易切削鋼,因此易切削鋼的磷含量也很高。
磷可溶於鐵素體。雖然它可以提高鋼的強度和硬度,但最大的危害是嚴重的偏析,增加回火脆性,並顯著降低鋼的塑性和韌性,這使得鋼在冷加工過程中易於變脆。脆弱現象。磷對可焊性也有不利影響。磷是一種有害元素,應嚴格控制。一般含量不超過0.030%-0.040%。
6、鉻(Cr):鉻可以提高鋼的淬透性並具有二次硬化效果。
它可以提高高碳鋼的硬度和耐磨性,而不會使鋼脆;當含量超過12%時。該鋼具有良好的高溫抗氧化性和抗氧化介質腐蝕性。它還提高了鋼的熱強度,鋼是不銹耐酸鋼和耐熱鋼的主要合金元素。
7、鉬(Mo):鉬提高鋼的淬透性和熱強度。在某些介質中防止回火脆性,提高剩磁和矯頑力以及耐腐蝕性。在淬火和回火鋼中,鉬可以加深和硬化較大截面的部分,提高鋼的回火抗力或回火穩定性,使零件在較高溫度下回火,從而更有效地(或減少)殘余應力,提高塑性。
『叄』 鋼材中,C、Si、Mn、P、S、Al這幾種元素各是影響哪方面的性能求詳細解答
C:含C量越高鋼的塑性越差,韌性越低,鋼的強度和熱處理硬度相對較高。
Si,Mn元素起專到對鐵素體的固溶屬強化及細化晶粒的作用。提高鋼的彈性極限。與其他合金元素一起提高鋼的淬透性和回火穩定性。
P,S元素少量含有可提高鋼的耐蝕能力。超標會影響鋼的質量。
Al元素能夠提高鋼的耐蝕能力。
『肆』 微量元素Si. Mn. s. p的含量不同對鋼材有什麼影響
Si 在鋼中是一來種有益元素,在室自溫下溶於鐵素體,對鋼有一定的強化作用,但是少於0.5%對鋼的性能影響不顯著。
Mn 也是一種有益元素,在室溫下溶於鐵素體,對鋼有一定的強化作用,少於1%對鋼的性能影響不顯著。
S主要以Fes形態存在鋼中,Fes的塑性差,所以S含量高,鋼的脆性較大。
P能全部溶於鐵素體中並有強烈的固溶強化作用,使鋼的強度、硬度增加,但是塑性、韌性顯著降低,低溫時這種強化現象更嚴重,在高寒地帶和其他低溫條件下工作的結構件具有強烈的危害性。
『伍』 鋼材中,C、Si、Mn、P、S、Al這幾種元素各是影響哪方面的性能求詳細解答
C:含C量越高鋼的塑性越差,韌性越低,鋼的強度和熱處理硬度相對較高。
Si,Mn元素起到對鐵素體的固溶強化及細化晶粒的作用。提高鋼的彈性極限。與其他合金元素一起提高鋼的淬透性和回火穩定性。
P,S元素少量含有可提高鋼的耐蝕能力。超標會影響鋼的質量。
Al元素能夠提高鋼的耐蝕能力。
『陸』 誰知道碳,硅,錳,磷,硫還有礬等對鋼鐵的影響和作用是
碳(C):
是對鋼的性能影響最大的基本元素。不同的碳含量依據鋼中雜質元素含量和軋後冷卻條件的不同對於鋼的性能影響是不同的,隨著鋼中碳含量的增加,碳鋼在熱軋狀態下的硬度直線上升,塑性和韌性降低。在亞共析范圍內,碳對抗拉強度的影響是,隨著碳含量增加,抗拉強度不斷提高,超過共析范圍後,抗拉強度隨碳含量的增加減緩,最後發展到隨碳含量的增加抗拉強度降低。另外,含碳量增加時碳鋼的耐蝕性降低,同時碳也使碳鋼的焊接性能和冷加工(沖壓、垃拔)性能變壞。
硅(Si):
硅在碳鋼的含量≤0.50%。硅也是鋼中的有益元素。在沸騰鋼中,含硅量很低,硅是作為脫氧元素加入到鋼中。在鎮靜鋼中硅的含量一般為0.12~0.37%。硅增大了鋼液的流動性,除了形成非金屬夾雜外,硅溶於鐵素體中。隨著硅含量的提高,鋼的抗拉強度提高,屈服點提高,伸長率下降,鋼的面縮率和沖擊韌性顯著降低。
錳(Mn):
在碳鋼中,錳是有益元素。錳是作為脫氧除硫的元素加入到鋼中的。對於鎮靜鋼來說,錳可以提高硅和鋁的脫氧效果,可以同硫形成硫化錳,相當程度上降低硫在鋼中的危害。錳對碳鋼的力學性能有良好的影響,它能提高鋼熱軋後的硬度和強度,原因是錳溶入鐵素體中引起固溶強化。因此,精煉過程中要按照技術要求嚴格穩定控制各爐次的錳含量。
磷(P):
一般來說,磷是鋼中的有害元素。它來源於礦石和生鐵等煉鋼原料。磷能提高鋼的強度,但使塑性和韌性降低,特別是使鋼的脆性轉折溫度急劇上升,即提高鋼的冷脆性(低溫變脆)。由於磷的有害影響,同時考慮到磷有較大的偏析,因而對其含量要嚴格的控制。但是在含碳量比較低的鋼種中,磷的冷脆危害比較小。在這種情況下,可以用磷來提高鋼的強度,如鞍鋼生產的高強度IF鋼就需要加入磷。另外,在適當的情況下,還利用磷的其他一些有益作用,如增加鋼的抗大氣腐蝕能力,如集裝箱用鋼;提高磁性,如電工硅鋼;改善鋼材的易切削加工性,減少熱軋薄板的粘結等。
硫(S):
一般來說,硫是有害元素,他主要來自於煉鐵、煉鋼時加入的原材料和燃燒產物,二氧化硫。硫最大的為危害是引起鋼在熱加工時開裂,即產生所謂的熱脆。硫能提高鋼材的切削加工性,這是硫的有益作用。
氮(N):
鋼中的氮來自爐料,同時,在冶煉、澆鑄時鋼液也會從爐氣和大氣中吸收氮。氮引起碳鋼的淬火時效和形變時效,從而對碳鋼的性能發生顯著的影響。由於氮的時效作用,鋼的硬度、強度固然提高,但是塑性和韌性降低,特別是在形變時效的情況下,塑性和韌性的降低比較顯著。因此,對於普通低合金鋼來說,時效現象是有害的,因而氮是有害元素。但對於一些細晶粒鋼以及含釩、鈮鋼,由於氮化物的強化細化晶粒作用,氮成為有益元素。另外,作為合金元素,氮在不銹耐酸鋼中得到應用,此外,氮化處理方法能使機器零件獲得極好的綜合力學性能,從而使零件的使用壽命延長。
氫(H):
鋼中的氫是由銹蝕含水的爐料或從含有水蒸氣的爐氣中吸收的。氫對鋼的危害是很大的。一是引起氫脆,即在低於鋼材極限應力的作用下,經一定的時間後,在無任何預兆的情況下突然斷裂,往往造成災難性的後果。二是導致鋼材內部產生大量細微裂紋缺陷——白點,在鋼材縱端面上呈光滑的銀白的斑點,在酸洗後的端面上呈較多的發絲狀裂紋,白點使鋼材的延伸率顯著下降,尤其是端面收縮率和沖擊韌性降低得更多,有時可能接近於零值。因此具有白點的鋼是不能用的,這類缺陷主要發生在合金鋼中。
氧(O)及其他非金屬夾雜物:
氧在鋼中的溶解度很低,幾乎全部以氧化物夾雜形式存在於鋼中,如FeO、AL2O3、MnO、CaO、MgO等。除此之外,鋼中還存在FeS、MnS、硅酸鹽、氮化物及磷化物等。這些夾雜物破壞了鋼的基體的連續性,在靜載荷和動載荷的情況下往往成為裂紋的起點。這些非金屬夾雜物的各種狀態不同程度的影響到鋼的各種性能,尤其是對於鋼的塑性、韌性、疲勞強度和抗腐蝕性等危害很大。因此,對於非金屬夾雜物應嚴格控制。