A. 为什么说碳素钢中的锰和硅是有益元素
猛是炼钢时加入锰铁脱氧而残留在钢中的。其脱氧能力较好,能清除钢中的FeO,降低钢的脆性,此外猛还能与硫形成MnS,以减轻硫的有害作用,所以说呢猛是有益元素(不过要注意的是他作为杂质存在的话,它的质量分数一般小于0.8%,不过对钢的性能影响不大)
硅是在炼钢时加入硅铁脱氧而残留在钢中的。硅的脱氧能力比猛还强,在室温下能溶入铁素体,提高钢的强度和硬度(不过要注意的是它作为杂质存在的话,它的质量分数一般小于0.4%,不过对钢的性能影响不大)
硫是炼钢时由矿石和燃料带入钢中的。硫在钢中会与铁形成化合物FeS,它与铁会形成低熔点的共晶体分布在奥氏晶体上。在高温下进行锻压加工时,会出现“热脆”现象,造成钢材在锻压加工过程中开裂,因此硫是有害元素,其质量分数一般应严格控制在0.03%以下。
磷是炼钢中由矿石带入钢中的,磷可全部溶于铁素体,产生强烈的固溶强化,使钢的强度硬度增加,但塑性和韧性显著降低。在低温时更严重会出现“冷脆”的脆化现象,而且磷在结晶时还容易偏析,从而局部发生冷脆。因此,磷也是有害元素,其质量分数必须严格控制在0.035%以下。
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B. 锰在钢材中起了什么作用·····还有硅······过多过少对钢材有什么影响
一锰的影响
锰是炼钢时加入锰铁脱氧而残留在钢中的。锰的脱氧能力较好,能清除钢中的FeO,降低钢的脆性;锰还能与硫形成MnS,以减轻硫的有害作用。所以锰是一种有益元素。但是,作为杂质存在时,其含量(Wmn)一般不小于0.8%,对钢的性能影响不大。
二硅的影响
硅是炼钢时加入硅铁脱氧而残留在钢中的。硅的脱氧能力比锰强,在室温下硅能溶入铁素体,提高钢的强度和硬度。因此,硅也是有益元素。但作为杂质存在时,其含量(Wsi)一般小于0.4%,对钢的性能影响不大。
C. 钢材中的化学成分对钢材性能主要有什么影响
钢中除铁、碳两种基本元素外,还含有其他的一些元素,它们对钢的性能和质量有一定的影响。
(1)碳。碳是决定钢材性能的主要元素。随着含碳量的增加,钢的强度、硬度提高,塑性、韧性降低。但当含碳量大于1.o%时,由于钢材变脆,抗拉强度反而下降。
(2)硅、锰。硅和锰是钢材中的有益元素。硅和锰是在炼钢时为了脱氧加入硅铁和锰铁而留在钢中的合金元素。
硅的含量在1%以内,可提高钢材的强度,对塑性和韧性没有明显影响。但含硅量超过1%时,钢材冷脆性增加,可焊性变差。
锰的含量为0.8%~1%时,可显著提高钢的强度和硬度,几乎不降低塑性及韧性。当其含量大于1%时,在提高强度的同时,塑性及韧性有所下降,可焊性变差。
(3)硫、磷。硫和磷是钢材中主要的有害元素,炼钢时由原料带入。
硫能够引起热脆性,热脆性严重降低了钢的热加工性和可焊性。硫的存在还使钢的冲击韧性、疲劳强度、可焊性及耐蚀性降低。
磷能使钢材的强度、硬度、耐蚀性提高,但显著降低钢材的塑性和韧性,特别是低温状态的冲击韧性下降更为明显,使钢材容易脆裂,这种现象称为冷脆性。冷脆性使钢材的冲击韧性以及焊接等性能都下降。
(4)氧、氮。氧和氮是钢材中的有害元素,它们是在炼钢过程中进入钢液的。这些元素的存在降低了钢材的强度、冷弯性能和焊接性能。氧还使钢材的热脆性增加,氮还使钢材的冷脆性及时效敏感性增加。
(5)铝、钛、钒、铌。铝、钛、钒、铌等元素是钢材中的有益元素,它们均是炼钢时的强脱氧剂,也是合金钢中常用的合金元素。适量地加入这些元素,可以改善钢材的组织,细化晶粒,显著提高钢材的强度和改善钢材的韧性。
D. 钢管中硅是什么作用
硅对钢的显微组织及热处理的影响
1)作为钢中的合金元素,其质量分数一般不低于0.4%,以固溶体形态存在于铁素体或奥氏体中,能够缩小奥氏体相区。
2)提高退火、正火和淬火温度,在亚共析钢中提高淬透性。
3)硅不形成碳化物,可强烈地促进碳的石墨化,在硅含量较高的中碳钢和高碳钢中,如不含有强碳化物形成元素,易在一定温度下发生石墨化。
4)在渗碳钢中,硅能够减小渗碳层厚度和碳的浓度。
5)硅对钢液有良好的脱氧作用。
二、硅对钢的力学性能的影响
1)提高铁素体和奥氏体的硬度和强度,其作用较锰、镍、铬、钨、铝、钒等更强;显著提高钢的弹性极限、屈服强度和屈强比,并提高疲劳强度。
2)硅的质量分数超过3%时,钢的塑性和韧性显著降低。
3)使钢中形成带状组织,造成横向性能低于纵向性能。
4)改善钢的耐磨性能。
三、硅对钢的物理、化学及加工工艺的影响
1)降低钢的密度、热导率、电导率和电阻温度系数。
2)硅钢片的涡流损耗量显著低于纯铁,矫顽力、磁阻和磁滞损耗较低磁导率和磁感强度较高。
3)提高高温时钢的抗氧化性能。
4)使钢的焊接性恶化。
5)硅的质量分数超过2.5%的钢,其塑性加工较为困难。
四、硅在钢中的应用
1)在普通低合金钢中可提高强度,改善局部腐蚀抗力,在调质钢中可提高淬透性和耐回火性,是多元合金结构中的主要合金组元之一。
2)硅的质量分数为0.5%-2.8%的SiMn或 SiMnB钢广泛用于高载荷弹簧材料,同时加入钨、钒、钼、铌、铬等强碳化物形成元素。
3)硅钢片是硅的质量分数为1.0%-4.5%的低碳钢和超低碳钢,用于电机和变压器。
4)在不锈钢和耐蚀钢中,与钼、钨、铬、铝、钛、氮等配合,提高耐蚀性和抗高温氧化性能。用不锈钢和耐蚀钢制作的雕像经久如新
E. 钢铁中所含的硅是以什么形式存在
是以游离的硅原子存在于铁与碳原子构成的晶格组织中,在有些钢种里面起晶格的强化作用,但有的钢种里面会与合金元素产生新的结晶组织,不利于钢的晶粒细化。硅是由炼钢时加入的灶逗脱氧剂带入钢中的。由于硅的脱氧能力较强,硅与钢液中的氧化亚铁能结成密度较小的硅酸盐以炉渣的形式被除去。脱氧后钢不可避免地残留着少量硅,这些残留兄薯下来的硅能溶于铁素体,使得铁素体强化,从而提高钢的强度、硬度和弹性。因此,硅在钢中是有益元素,但作为杂质元素存隐尘卖在时其质量分数应不超过百分之零点四。
F. 钢中常存元素有哪些对钢的性能有何影响
通常说钢中的杂质元素一般是指硅、锰、硫、磷。
碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷,它们对碳钢的性能都有一定的影响。
一锰的影响
锰是炼钢时加入锰铁脱氧而残留在钢中的。锰的脱氧能力较好,能清除钢中的FeO,降低钢的脆性;锰还能与硫形成MnS,以减轻硫的有害作用。所以锰是一种有益元素。但是,作为杂质存在时,其含量(Wmn)一般不小于0.8%,对钢的性能影响不大。
二硅的影响
硅是炼钢时加入硅铁脱氧而残留在钢中的。硅的脱氧能力比锰强,在室温下硅能溶入铁素体,提高钢的强度和硬度。因此,硅也是有益元素。但作为杂质存在时,其含量(Wsi)一般小于0.4%,对钢的性能影响不大。
三硫的影响
硫是炼钢时由矿石和燃料带入钢中的。硫在钢中与铁形成化合物FeS,FeS与铁则形成低熔点(985°C)的共晶体分布在奥氏体晶界上。当钢材加热到1100-1200°C进行锻压加工时,晶界上的共晶体已熔化,造成钢在锻压过程中开裂,这种现象称为“热脆”。钢中加入锰,可以形成高熔点(1620°C)的MnS,MnS呈晶粒状分布在晶粒内,且在高温下有一定的塑性,从而避免热脆。因此,硫是有害元素,其含量(Ws)一般应严格控制在0.03%-0.05%以下。
四磷的影响
磷是炼钢时由矿石带入钢中的。磷可全部溶于铁素体,产生强烈的固溶强化,,使钢的强度和硬度增加,但塑性韧性显著下降。这种脆化现象在低温时更为严重,故称为“冷脆”。磷在结晶时还容易偏析。从而在局部发生冷脆。因此,磷也是有害元素,其含量必须严格控制在0.035%-0.045%以下。
但是,在硫磷含量较多时,由于脆性较大,切削容易脆断而形成断裂切屑,改善钢的切削加工性。这是硫、磷有利的一面。
G. 钢铁中为什么会含有硅
硅是抄很有效的脱氧剂袭,在炼钢的时候是需要加硅铁合金来使钢水中多余的氧脱掉的。所以钢铁中肯定含硅。
而且钢中加入硅,能显著提高钢的强度、硬度、弹性,提高钢的磁导率,降低变压器钢的磁滞损耗。
因为硅在钢中特殊的磁导作用,才有了硅钢。
H. 硅在钢材中起什么作用
硅——它可以提高钢的硬度,但是可塑性和韧性下降,电工用的钢中含有一定量的硅,能改善软磁性能.
硅在炼钢过程中为还原剂和脱氧剂存在,所以镇静钢一般有0.15~0.30%的硅。如果钢中的硅含量超过0.5%就算含有了含硅的合金元素,硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故常用做弹簧钢。合金含量高可提高钢的耐热性和抗腐蚀性,住含硅量在1%~4%的低碳钢,具有极高的导磁性,常用于电器工业和矽钢片。但随着硅含量的增加,会降低钢的焊接性能。