為什麼鋼材強度越高韌性越差

㈠ 鋼材性能的劣化形式有哪些工程上可採用哪些措施來預防

鋼材性能劣化的因素：
1、化學成分
鋼是由多種化學成分組成的，鐵（Fe）是鋼材的基本元素。
低碳鋼：（Q235）Fe（99%），C、Mn、Si、O、S、N、P（1%）；
低合金鋼：（16Mn）Fe（95%），合金元素（低於5%）。
（1）含C越多，鋼材的強度越高，塑性、韌性越差，脆性提高，可焊性變差；故一般碳含量≤0.22%，對焊接結構≤0.20%；
（2）Mn為弱脫氧劑，是有益元素；
（3）Si為強脫氧劑，是有益元素；
（4）O、S是有害元素，含量過高會導致「熱脆」（在熱加工過程中，使鋼材變脆，而出現裂縫或斷裂），因此限制含量≤0.045%；
（5）N、P有害元素，帶來冷脆性（在冷加工過程中或低溫下工作時，使鋼結構韌性降低，並容易產生脆性破壞），控制含量≤0.045%。
2、冶金缺陷
（1） 偏析：鋼中化學成分（有害成分）分布不均勻；
（2） 非金屬夾雜：鋼中混有硫化物、氧化物等雜質；
（3） 分層：鋼板（t＞40mm）沿厚度出現薄弱層，將導致層狀撕裂；
（4） 氣泡：指澆注時氣體不能充分逸出而留在鋼錠中形成的缺陷；
（5） 裂紋：危害最嚴重。
3、鋼材的硬化
（1） 時效硬化（老化）：隨時間的推移，鋼材的屈服強度和抗拉強度提高，而塑性、沖擊韌性降低的過程；
（2） 冷作硬化：（在彈塑性階段）通過重復載入、卸載，可以提高鋼材的屈服點，而塑性和韌性降低的過程；常用冷拉冷拔等冷加工方法；
（3） 應變時效硬化：是冷作硬化後又加時效硬化。
4、溫度的影響
溫度升高，鋼材強度降低，應變增大；反之，溫度降低，鋼材強度會略有增加，塑性和韌性卻會降低而變脆。
5、應力集中
由於鋼結構存在著孔洞、刻槽、凹角、裂紋以及厚度的突然改變，此時，構件中的應力不再保持均勻分布，而是某些區域產生局部高峰應力，而另外一些區域則應力降低，即應力集中現象。
應力集中往往引起脆性破壞，故在設計中應採取措施避免或減小應力集中，並選用質量優良的鋼材。
6、反復荷載作用
鋼材在反復荷載作用下，結構的抗力及性能都會發生重要變化，甚至發生疲勞破壞。「強度退化，剛度劣化」

㈡ 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．

㈢ 在平衡條件下，45鋼、T8鋼、T12鋼的硬度、強度、塑性和韌性有何不同含碳量對其性能影響的規律如何

在平衡條抄件下，45鋼、T8鋼、T12鋼的硬度依次增加；塑性、韌性依次下降；45鋼的強度低於T8、T12；T8、T12的強度彼此相當。

常溫下碳素鋼的組織有基本相鐵素體與滲碳體構成，碳含量越高滲碳體越多，滲碳體的性能特點為硬、脆，所以隨著碳含量的增加，鋼的硬度始終上升，塑性、韌性始終下降。

當鋼中沒有出現網狀二次滲碳體時，滲碳體對強度有貢獻；當鋼中出現了網狀二次滲碳體時，除硬度繼續上升外，所有力學性能均下降。

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鋼是含碳量在0.0218%-2.11%之間，我們通常將其與鐵合稱為鋼鐵，為了保證其韌性和塑性，含碳量一般不超過1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、磷等。

碳存在於所有的鋼材，是最重要的硬化元素。有助於增加鋼材的強度，我們通常希望刀具級別的鋼材擁有0.6%以上的碳，也稱為高碳鋼。

㈣ 為什麼含碳量越高鋼的韌性越小

在鐵碳合金中，滲碳體一般可認為是一種強化相。當它與鐵素體構成層片狀珠回光體時，合金的強度和答硬度得到提高，故合金中珠光體量愈多時，其強度與硬度愈高，而塑性、韌性卻相應降低。但過共析鋼中滲碳體明顯地以網狀分布在晶界上，特別在白口鑄鐵中滲碳體是作為基體或以板條狀分布在萊氏體基體上時，將使鐵碳合金的塑性和韌性大大下降，以致合金的強度也隨之降低。這就是高碳鋼和白口鑄鐵脆性高的主要原因。

當鋼的含碳量小於0. 9％時，隨著鋼中含碳量的增加，鋼的強度、硬度直線上升，而塑性、韌性不斷降低；當鋼中含碳量大於0. 9％時，因網狀滲碳體的存在，不僅使鋼的塑性、韌性進一步降低，而且強度也明顯下降。為了保證工業上使用的鋼具有足夠的強度，並具有一定的塑性和韌性，鋼中含碳量一般都不超過1.3-1.4％

㈤ 鋼的硬度，韌性高低分別由什麼因素決定

含碳量的高低有關，但也與加工工藝有關，如淬火工藝等，還與其他的元素含量也有關，韌性也是與其他的元素含量有關，如鉻等，具體的指標你可以查一下各種鋼材的牌號說明。

㈥ 是不是含碳量越高的鋼，強度硬度就越高，韌性塑性就越低

是的。

一般碳鋼中含碳量越高則硬度越高，強度也越高，但塑性降低。

碳鋼也叫碳素鋼，是含碳量（wc）小於2%的鐵碳合金。碳鋼除含碳外一般還含有少量的硅、錳、硫、磷。按用途可以把碳鋼分為碳素結構鋼、碳素工具鋼和易切削結構鋼三類。碳素結構鋼又可分為建築結構鋼和機器製造結構鋼兩種。

按含碳量可以把碳鋼分為低碳鋼(wc≤0.25%)，中碳鋼(wc 0.25%~0.6%)和高碳鋼(wc >0.6%)。按磷、硫含量可以把碳素鋼分為普通碳素鋼(含磷、硫較高)、優質碳素鋼(含磷、硫較低)和高級優質鋼(含磷、硫更低)。

(6)為什麼鋼材強度越高韌性越差擴展閱讀

鋼材是鋼錠、鋼坯或鋼材通過壓力加工製成所需要的各種形狀、尺寸和性能的材料。

鋼材是國家建設和實現四化必不可少的重要物資，其應用廣泛、品種繁多，根據斷面形狀的不同、鋼材一般分為型材、板材、管材和金屬製品四大類。

為了便於組織鋼材的生產、訂貨供應和搞好經營管理工作，又分為重軌、輕軌、大型型鋼、中型型鋼、小型型鋼、鋼材冷彎型鋼，優質型鋼、線材、中厚鋼板、薄鋼板、電工用硅鋼片、帶鋼、無縫鋼管鋼材、焊接鋼管、金屬製品等品種。

㈦ 為什麼熱軋鋼材放置一段時間後性能降低現象

【熱軋鋼材放置一段時間後性能降低的原因】軋制鋼材放置一段時間後，其機械性能會回發答生變化，強度提高，塑性降低，這種現象稱為時效硬化。原因是：在高溫時融化於鐵中的少量氮和碳，隨時間逐漸從純鐵中析出，形成自由碳化物和氮化物，對基體的塑性變形起遏製作用，從而使鋼材的強度提高，塑性、韌性下降。俗稱老化。
一般對熱軋鋼材要進行以下時效處理，即把熱軋鋼材有意識地在室溫或較高溫度存放較長時間，使之產生時效作用的工藝：
1、時效強化：時效強化是由於碳原子擴散、偏聚釘扎位錯所引起的。
2、時效硬化：把經過固溶處理或冷加工的金屬材料進行時效處理，以提高硬度和強度的現象和工藝。
3、沉澱硬化：由於固溶強化效應，固溶處理所得的過飽和固溶體硬度和強度均較純溶劑金屬為高。
一般工廠熱軋出來的鋼材的時效期一般為：15-20天， 目的：
1、消除熱軋過程中產生的內應力和偏析，使珠光體均勻化；
2、可以提高鋼材的強度、硬度；
3、消除內應力保證鋼材的公差尺寸。