① 鋼的主要成分是什麼
鋼,是對含碳量質量百分比介於0.02%至2.11%之間的鐵碳合金的統稱。鋼的化學成分可以有很大變化,只含碳元素的鋼稱為碳素鋼(碳鋼)或普通鋼;在實際生產中,鋼往往根據用途的不同含有不同的合金元素,比如:錳、鎳、釩等等。
中華人民共和國國家標准GB/T 13304-91《鋼分類》描述:「以鐵為主要元素、含碳量一般在2%以下,並含有其他元素的材料。」其中的一般是指除鉻鋼外的其他鋼種,部分鉻鋼的含碳量允許大於2%。含碳量大於2%的鐵合金是鑄鐵。其他國際標准如ISO 4948或EN 10020中對鋼的定義也與此類似。
嚴格地說,鋼是含碳量在0.0218%-2.11[1] %之間的鐵碳合金。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。其它成分是為了使鋼材性能有所區別。以下以字母順序列出重要的鋼材,他們包含以下成分,現將它們的功能特性一並介紹:
碳(Carbon)
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。
鉻(Chromium)
增加耐磨損性,硬度,最重要的是耐腐蝕性,擁有13%以上的認為是不銹鋼。盡管這么叫,如果保養不當,所有鋼材都會生銹。
錳(Manganese)
重要奧氏體穩定元素,有助於生成紋理結構,增加堅固性和強度及耐磨損性。在熱處理和卷壓過程中使鋼材內部脫氧,出現在大多數的刀剪用鋼材中,除了A-2,L-6和CPM 420V。
鉬(Molybdenum)
碳化作用劑,防止鋼材變脆,在高溫時保持鋼材的強度,出現在很多鋼材中,空氣硬化鋼(例如A-2,ATS-34)總是包含1%或者更多的鉬,這樣它們才能在空氣中變硬。
鎳(Nickle)
保持強度、抗腐蝕性、和韌性。出現在L-6\AUS-6和AUS-8中。
硅(Silicon)
有助於增強強度。和錳一樣,硅在鋼的生產過程中用於保持鋼材的強度。
鎢(Tungsten)
增強抗磨損性。將鎢和適當比例的鉻或錳混合用於製造高速鋼。在高速鋼M-2中就含有大量的鎢。
釩(Vanadium)
增強抗磨損能力和延展性。在許多種鋼材中都含有釩,其中M-2,Vascowear,CPM T440V和420VA含有大量的釩。而BG-42與ATS-34最大的不同就是前者含有釩。
磷(Phosphorus)
是有害元素,降低鋼的塑性和韌性,出現冷脆性,能使鋼的強度顯著提高,同時提高大氣腐蝕穩定性,含量應該限制在0.05%以下。
硫(Sulfur)
通常硫是有害元素,使鋼熱脆性大,含量限制在0.05%以下。但是易切削鋼的硫含量高,可達0.08%~0.40%。
鋼指含碳量小於2%的鐵碳合金。根據成分不同,又可分為碳素鋼和合金鋼。根據性能和用途不同,又可分為結構鋼、工具鋼和特殊性能鋼。
按化學成分分 (1)碳素鋼 碳素鋼是指鋼中除鐵、碳外,還含有少量錳、硅、硫、磷等元素的鐵碳合金,按其含碳量的不同,可分為:1)低碳鋼——含碳量wc≤0.25% 2)中碳鋼——含碳量wc0.25%~0.60% 3)高碳鋼——含碳量wc>0.60%高碳鋼一般在軍工業和工業醫療業比較多 (2)合金鋼 為了改善鋼的性能,在冶煉碳素鋼的基礎上,加入一些合金元素而煉成的鋼,如鉻鋼、錳鋼、鉻錳鋼、鉻鎳鋼等。按其合金元素的總含量,可分為: 1)低合金鋼——合金元素的總含量≤5% 2)中合金鋼——合金元素的總含量5%~10% 3)高合金鋼——合金元素的總含量>10%
鋼鐵的主要成分是:碳/硅/錳/磷/硫等五大元素:
1、碳(C):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):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):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):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):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。
分類
按碳含量高低分類
低碳鋼:碳含量一般低於0.25%(質量分數);
中碳鋼:碳含量一般為0.25%~0.60%(質量分數);
高碳鋼:碳含量一般高於於0.60%(質量分數)。[2]
按品質分類
(2) 優質鋼(P、S均≤0.035%) (3) 高級優質鋼(P≤0.035%,S≤0.030%)
按成形方法
(1) 鍛鋼;(2) 鑄鋼;(3) 熱軋鋼;(4) 冷拉鋼。
按金相組織
退火狀態:a、亞共析鋼 ;b、共析鋼 ; c、 過共析鋼(珠光體+滲碳體)d.萊氏體鋼(珠光體+滲碳體)。
正火狀態的:a.珠光體鋼;b.貝氏體鋼;c.馬氏體鋼;d.奧氏體鋼。
按用途分類
合金結構鋼;c.鋼筋鋼。
滲碳鋼、氨鋼、表面淬火用鋼;(c)易切結構鋼;(d)冷塑性成形用鋼:包括冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼。b.彈簧鋼c.軸承鋼
抗氧化鋼、熱強鋼、氣閥鋼c.電熱合金鋼;d.耐磨鋼;e.低溫用鋼;f.電工用鋼
橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農機用鋼等。
綜合分類
工具鋼:(a)碳素工具鋼;(b)合金工具鋼;(c)高速工具鋼。
特殊性能鋼:(a)不銹耐酸鋼;(b)耐熱鋼;(c)電熱合金鋼;(d)電工用鋼;(e)高錳耐磨鋼;(f)特定用途優質結構鋼。
按冶煉方法
平爐鋼:(a)酸性平爐鋼;(b)鹼性平爐鋼。
電爐鋼:(a)電弧爐鋼;(b)電渣爐鋼;(c)感應爐鋼;(d)真空自耗爐鋼;(e)電子束爐鋼。
② 鋼材化學成份常規分析的五大元素是什麼
鋼材化學成份常規分析的五大元素分別為碳、硫、硅、磷、錳,介紹如下:
1. 碳是鋼鐵的主要成分之一,直接影響鋼鐵的性能,碳是區別鐵與鋼,決定鋼號、品級的主要標志,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唯悶慶;
2.硅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,硅能顯著提高鋼的彈性極限,屈服點和抗拉強度;
3.少量錳由原料礦石中引入,在冶煉鋼鐵過程中作為脫硫脫氧劑加入,使鋼有足夠的韌性,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;
4.磷由原料中引入,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;
5.硫主要由指握焦炭或原料礦罩源石引入鋼鐵,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,且對焊接性能也不利,降低耐腐蝕性。
③ 鋼的化學成分主要有哪幾種,各自對鋼性能有何影響
鋼的主要化學成分是鐵和碳,還含有 鉻 錳 鉬 鎳 硅 等微量元素
對剛性的影響
碳(Carbon)
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。
鉻(Chromium)
增加耐磨損性,硬度,最重要的是耐腐蝕性,擁有13%以上的認為是不銹鋼。盡管這么叫,如果保養不當,所有鋼材都會生銹。
錳(Manganese)
重要奧氏體穩定元素,有助於生成紋理結構,增加堅固性和強度及耐磨損性。在熱處理和卷壓過程中使鋼材內部脫氧,出現在大多數的刀剪用鋼材中,除了A-2,L-6和CPM 420V。
鉬(Molybdenum)
碳化作用劑,防止鋼材變脆,在高溫時保持鋼材的強度,出現在很多鋼材中,空氣硬化鋼(例如A-2,ATS-34)總是包含1%或者更多的鉬,這樣它們才能在空氣中變硬。
鎳(Nickle)
保持強度、抗腐蝕性、和韌性。出現在L-6\AUS-6和AUS-8中。
硅(Silicon)
有助於增強強度。和錳一樣,硅在鋼的生產過程中用於保持鋼材的強度。
鎢(Tungsten)
增強抗磨損性。將鎢和適當比例的鉻或錳混合用於製造高速鋼。在高速鋼M-2中就含有大量的鎢。
釩(Vanadium)
增強抗磨損能力和延展性。一種釩的碳化物用於製造條紋鋼。在許多種鋼材中都含有釩,其中M-2,Vascowear,CPM T440V和420VA含有大量的釩。而BG-42與ATS-34最大的不同就是前者含有釩。
④ 鋼材的主要化學成分是什麼鋼材中的微量元素包括什麼
鋼材主要化學成分是鐵,在普通的碳素鋼中約佔99%;
鋼材中的微量元素有①碳(C);②有利元素錳(Mn)、硅(Si);③有害雜質元素硫(S)、磷(P)、氧(O)、氮(N)、氫(H);④在合金鋼中還有特意添加以改善鋼材性能的某些合金元素,如錳(Mn)、釩(V)等。
⑤ 鐵的主要成分是什麼
鐵的主要成分是鐵原子。
鐵原子序數26,鐵單質化學式:Fe。純鐵是白色或者銀白色的,有金屬光澤。熔點1538℃、沸點2750℃,能溶於強酸和中強酸,不溶於水。鐵有0價、+2價、+3價和+6價,其中+2價和+3價較常見,+6價少見。
鐵在生活中分布較廣,佔地殼含量的4.75%,僅次於氧、硅、鋁,位居地殼含量第四。
純鐵是柔韌而延展性較好的銀白色金屬,用於制發電機和電動機的鐵芯,鐵及其化合物還用於制磁鐵、葯物、墨水、顏料、磨料等,是工業上所說的「黑色金屬」之一(另外兩種是鉻和錳)(其實純凈的生鐵是銀白色的。
鐵元素被稱之為「黑色金屬」是因為鐵表面常常覆蓋著一層主要成分為黑色四氧化三鐵的保護膜)。另外人體中也含有鐵元素,+2價的亞鐵離子是血紅蛋白的重要組成成分,用於氧氣的運輸。
(5)鋼鐵材料的主要化學成分是什麼意思擴展閱讀
鐵是人體含量的必需微量元素,人體內鐵的總量約4~5克,是血紅蛋白的重要部分,人全身都需要它,這種礦物質可以存在於向肌肉供給氧氣的紅細胞中,還是許多酶和免疫系統化合物的成分,人體從食物中攝取所需的大部分鐵,並小心控制著鐵含量。
鐵對人體的功能表現在許多方面,鐵參與氧的運輸和儲存。紅細胞中的血紅蛋白是運輸氧氣的載體;鐵是血紅蛋白的組成成分,與氧結合,運輸到身體的每一個部分,供人們呼吸氧化,以提供能量(能量食品),消化(消化食品)食物,獲得營養。
人體內的肌紅蛋白存在於肌肉之中,含有亞鐵血紅素,也結合著氧,是肌肉中的「氧庫」。當運動(運動食品)時肌紅蛋白中的氧釋放出來,隨時供應肌肉活動所需的氧。
心、肝、腎這些具有高度生理活動能力和生化功能的細胞線粒體內,儲存的鐵特別多,線粒體是細胞的「能量工廠」,鐵直接參與能量的釋放。
鐵還可以促進發育,增加對疾病的抵抗力,調節組織呼吸,防止疲勞,構成血紅素,預防和治療因缺鐵而引起的貧血,使皮膚恢復良好的血色。
⑥ 鋼鐵的化學成分主要有哪幾種
鋼鐵的區分抄主要就是碳襲含量的高低,鋼鐵中碳(c)含量超過2%的便是鐵,少於2%的才真正叫鋼,鋼鐵分類很多,有碳素結構鋼,不銹鋼,耐熱鋼,合金鋼,彈簧鋼等等,然後在碳素鋼裡面又區分優質和普通碳素結構鋼,裡面又有好多不同牌號的鋼種,要區分這些形形色色的鋼種,便需要通過分析裡面各種元素的含量,一般鋼中除
鐵元素之外,就是碳,硫,錳.磷,硅,鉻,鎳,銅,鉬,釩,鈦,鋁,鎢,鉛,少量的還有稀土元素,氮元素,
一般鋼鐵的化驗就是把這些元素成分含量測定出來,具體操作現在一般用手工分析(即經過試樣的制備然後用化學試劑化驗,這種方法慢,一個樣子分析完十幾個元素的話需要好幾個小時)還有儀器分析(直讀光譜儀,化驗速度非常快,一分鍾分析十多個元素).
⑦ 鋼材的化學成分
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(Ti)、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。
碳是決定鋼材性能的最重要元素,它影響到鋼材的強度、塑性、韌性等機械力學性能。當鋼中含碳量在0.8%以下時,隨著含碳量的增加,鋼的強度和硬度提高,塑性和韌性下降;但當含碳量大於1.0%時,隨含碳量增加,鋼的強度反而下降。一般工程用碳素鋼均為低碳鋼,即含碳小於0.25%,工程用低合金鋼含碳小於0.52%。
鋼中有益元素有錳、硅、釩、鈦等,控制摻入量可冶煉成低合金鋼。鋼中主要的有害元素有硫、磷及氧,要特別注意控制其含量。磷是鋼中很有害的元素之一,主要溶於鐵素體起強化作用。磷含量增加,鋼材的強度、硬度提高,塑性和韌性顯著下降。特別是溫度愈低,對塑性和韌性的影響愈大,從而顯著加大鋼材的冷脆性。磷也使鋼材可焊性顯著降低,但磷可提高鋼的耐磨性和耐蝕性。硫也是很有害的元素,呈非金屬硫化物夾雜物存在於鋼中,降低鋼材的各種機械性能。
由於硫化物熔點低,使鋼材在熱加工過程中造成晶粒的分離,引起鋼材斷裂,形成熱脆現象稱為熱脆性。硫使鋼的可焊性、沖擊韌性、耐疲勞性和抗腐蝕性等均降低。氧是鋼中有害元素,主要存在於非金屬夾雜物中,少量熔於鐵素體內。非金屬夾雜物降低鋼的機械性能,特別是韌性。氧有促進時效傾向的作用。氧化物所造成的低熔點亦使鋼的可焊性變差。
⑧ 生鐵的主要成分是什麼,鋼的主要成分是什麼
1、生鐵是含碳量大於2%的鐵碳合金,工業生鐵含碳量一般在2.11%至4.3%,並含C、Si、Mn、S、P等元素,是用鐵礦石經高爐冶煉的產品。
生鐵堅硬、耐磨、鑄造性好,但生鐵脆,不能鍛壓。生鐵中除鐵外,還含有碳、硅、錳、磷和硫等元素。這些元素對生鐵的性能均有一定的影響。
2、鋼是對含碳量質量百分比介於0.02%至2.11%之間的鐵碳合金的統稱。在實際生產中,鋼往往根據用途的不同含有不同的合金元素,比如:錳、鎳、釩等等。
鋼以其低廉的價格、可靠的性能成為世界上使用最多的材料之一,是建築業、製造業和人們日常生活中不可或缺的成分。可以說鋼是現代社會的物質基礎。
(8)鋼鐵材料的主要化學成分是什麼意思擴展閱讀:
鐵碳合金分為鋼與生鐵兩大類,鋼是含碳量為0.03%~2%的鐵碳合金。
碳鋼是最常用的普通鋼,冶煉方便、加工容易、價格低廉,而且在多數情況下能滿足使用要求,所以應用十分普遍。按含碳量不同,碳鋼又分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。隨含碳量升高,碳鋼的硬度增加、韌性下降。
合金鋼又叫特種鋼,在碳鋼的基礎上加入一種或多種合金元素,使鋼的組織結構和性能發生變化,從而具有一些特殊性能,如高硬度、高耐磨性、高韌性、耐腐蝕性,等等。經常加入鋼中的合金元素有Si、W、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti等。
合金鋼的資源相當豐富,除Cr、Co不足,Mn品位較低外,W、Mo、V、Ti和稀土金屬儲量都很高。21世紀初,合金鋼在鋼的總產量中的比例將有大幅度增長。