① 磷(P)元素对钢材性能有什么影响
磷(P)与纯铁体结成不稳定的固溶体,有增大纯铁体晶粒的害处。磷可使钢材的强度提高,但专会大大属降低塑性和韧性,使钢材在低温时变脆,提高冷裂纹敏感性即“冷脆”。磷一般含量不大于0.050%,对焊接结构不高于0.045%,降至0.02%更好。以国产15Mn为例,限值$0.04%,实测某工程用钢磷含量的最大值0.04%,最小值0.008%,平均值0.022%。国外进口StE355钢磷含量的限值<0.035%,实测最大值0.021%,最小值0.004%,平均值0.009%。我国钢材与进口钢材性能差距较大,杂质较多,指标都比较高,实际测量结果数据波动很大,如25mm以上的厚钢材屈服强度不够,含磷(P)、硫(S)量仍偏高,有的厚钢板抗层撕裂性能差。
② 属于钢材有害成分的什么
钢材中的主要有害成抄分是硫、磷和袭氧,应特别注意控制它们的含量。
钢材中对钢材有益的成分有锰、硅、钒、钛等,因为其含量可控制,所以可冶炼成低合金钢。
钢材中除主要化学成分Fe铁以外,还含有少量的碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)、氧(0)、氮(N)、钛(TO、钒(V)等元素,这些元素虽含量很少,但对钢材性能的影响很大。
③ 钢材中有益元素和有害元素对钢材技术性质有何影响
比如你抄拿做飞机的材料来造自行车不是浪费吗,毕竟随着难度增大成本也在不断升高,Cu,Mo,一般含碳量增加会让材质变硬变脆,Cr,价格也会越高含碳量会影响刚的力学性能。刚中的有艺元素有很多,抗拉性能下降,但是冶炼难度会降低,康冲击性能也会下降,跟碳一样是不可去除的,不过也没有必要太追求这些,等等,Ni,比如Co,Mn,反而得不偿失,P元素含量越低越好,能符合国标就行,P,一般来说S,Si(主要影响熔化后的流动性),有害元素是S,但是因为空气中就含有这些元素,所以高质量的冶炼这些有害元素会少
④ 钢铁中的五大元素对钢铁的性质产生什么影响
1、碳(C) 碳是钢铁的主要成分之一它直接影响着钢铁的性能。碳是区别铁与钢,决定钢号、品级的主要标志。碳是对钢性能起决定作用的元素。碳在钢中可作为硬化剂和加强剂,正是由于碳的存在,才能用热处理的方法来调节和改善其机械性能, 钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
2、硅(Si):由原料矿石引入或脱氧及特殊需要而有意加入,在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。含硅1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。硅量增加,会降低钢的焊接性能。
3、锰(Mn):少量由原料矿石中引入,主要是在冶炼钢铁过程中作为脱硫脱氧剂有意加入,钢铁中主要以MnS状态存在,如S含量较低,过量的锰可能组成MnC、MnSi、FeMnSi等,成固熔体状态存在,在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰0.30-0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11-14%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。
4、磷(P):由原料中引入,有时也为了特殊需要而有意加入,以Fe2P或Fe3P状态存在,在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低些。
5、硫(S):主要由焦炭或原料矿石引入钢铁,主要以MnS或FeS状态存在,硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%,优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。
⑤ 金属元素对模具钢的影响有哪些
模具钢是由各种化学成分组成的,铁(Fe)是基本元素,其次是碳(C)和其他元素,各种化学元素对钢材的性能有不同的影响。
①碳(C) 碳是仅次于铁的主要元素,它直接影响钢材的强度、塑性、韧性和焊接性能等。当钢中含碳量在0.8%以下时,随着含碳量的增加,钢材的强度和硬度提高,而塑性和韧性降低;但当含碳量在1.0%以上时,随着含碳量的增加,钢材的强度反而下降。 随着含碳量的增加,钢材的焊接性能变差(含碳量大于0.3%的钢材,可焊性显著下降),冷脆性和时效敏感性增大,耐大气锈蚀性下降。
②硅(Si) 硅是一种脱氧剂,其脱氧作用比锰强,是钢中的有益元素。硅含量较低时,能提高钢材的强度,而对塑性和韧性无明显影响,但是当硅含量超过0.8%~1.0%时,则塑性下降,特别是冲击韧性显著降低。 含硅量在1%~4%的低碳钢,具有极高的导磁性能,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。
③锰(Mn) 锰是作为脱氧除硫的元素加入钢中的,是钢中的有益元素。 锰具有很强的脱氧去硫能力,它可以和硫结合形成MnS,从而在相当大程度上消除硫的有害影响,显著改善钢材的热加工性能。 同时,锰对碳素钢的力学性能有良好影响,它能提高钢材的硬度、强度和耐磨性。锰含量小于0.8%,能在保持(或只略降)原有的塑性及冲击韧性的条件下,大幅度提高碳素钢的屈服极限及强度极限。 锰对钢的焊接性能也有影响。在含锰量很低时,锰主要起消除热脆性的作用,此时锰对焊接性能的影响,特别是在硫含量略高时,是有益的;但在含锰量远远超过消除热脆性所必需的含量时,多余的锰会显著增加奥氏体的过冷能力,这时锰主要起增加冷裂纹形成的作用,会使得钢的焊接性能变差。
④磷(P) 磷是钢中难去除的有害杂质,会引起钢的冷脆性增加并损坏钢的焊接性能。造成“冷脆”的原因是磷会形成硬脆化合物Fe2P。 另外磷能提高切削性能和抗蚀性,故在易切削或耐候钢中可适当增加磷含量。
⑤硫(S) 硫主要来自炼钢原料,炼钢时难以除尽。硫在钢中是以硫化物夹杂形式存在,对钢的塑性、韧性、焊接性能、厚度方向性能、疲劳性能和耐腐蚀性都有不利影响。 其中危害最大是与铁生成FeS,并形成Fe-FeS二元低熔点共晶体,造成钢在800~1200℃时变脆而易于开裂,即产生"热脆性"。
⑥氧(O) 氧是有害杂质元素,在钢中氧几乎全部以氧化物的形式存在,钢中各种氧化物的总量随着含氧量增加而增加,这些氧化物杂质对钢材力学性能等各方面均有不利影响。 随着钢中含氧量增加,钢的塑性、冲击韧性降低,氧化物夹杂使钢的耐腐蚀性、耐磨性降低,使冷冲压性、锻造加工性及切削加工性变差。
⑦氮(N) 氮对钢材性能的影响与碳、磷相似,随着氮含量的增加,可使钢材的强度显著提高,塑性特别是韧性也显著降低,可焊性变差,冷脆性加剧;同时增加时效倾向及冷脆性和热脆性,损坏钢的焊接性能及冷弯性能。因此,应该尽量减小和限制钢中的含氮量。一般规定氮含量应不高于0.018%。 氮在铝、铌、钒等元素的配合下可以减少其不利影响,改善钢材性能,可作为低合金钢的合金元素使用。
⑧氢(H) 氢也是钢中的有害元素。 与氧、氮一样,气体元素在固态钢中溶解度极小,它们在高温时溶入钢液,冷却时来不及逸出而积聚在组织中形成高压细微气孔,使钢的塑性、韧度和疲劳强度急剧降低,严重时会造成裂纹、脆断,是必须严格控制的有害元素。
⑨铬(Cr) 铬能显著提高钢材强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性。铬还能提高钢材的抗氧化性和耐腐蚀性,因而是不锈钢和耐热钢的重要合金元素。
⑩镍(Ni) 镍能提高钢的强度,而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力,在高温下有防锈和耐热能力。
⑪钼(Mo) 铝能使钢的晶粒细化,提高淬透性和热强性能,在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力而发生变形叫做蠕变)。结构钢中加入钼,能提高机械性能,还可以抑制合金钢因火而引起的脆性。
⑫钛(Ti) 钛是强脱氧剂,它能使钢的内部组织致密,细化晶粒;降低时效敏感性和冷脆性,改善焊接能。在一些奥氏体不锈钢中加入适量的钛,可避免晶间腐蚀。
⑬钒(V) 钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒,提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物,在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。
⑭铌(Nb) 铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性,提高强度,但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌,可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀的能力。铌还可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌,可防止晶问腐蚀现象。
⑮铜(Cu) 铜能提高强度和韧性,并具有良好的抗大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆,铜含量超过0.5%时塑性显著降低。当铜含量小于0.5%时对焊接性能无影响。
⑯硼(B) 钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能,提高强度。
⑰铝(Al) 铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝,可细化晶粒,提高冲击韧性。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能,铝和铬、硅合用,可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。
⑱钨(W) 钨有二次硬化作用,使钢具有红硬性,提高耐磨性,对钢的淬透性、回火稳定性、力学性能及热强性的影响均与钼相似,稍微降低钢的抗氧化性。
⑲铅(Pb) 铅可以改善切削加工性。铅系易切削钢有良好的力学性能和热处理性。由于污染环境以及在废钢回收熔炼过程中的有害作用,铅有被逐渐替代的趋势。
⑥ 请问钢材中的C、S、Si、Mn、P元素对钢材都有什么影响,他们的作用分别是什么
钢材的质量及性能是根据需要而确定的,不同的需要,要有不同的元素含量.
(1)碳;含碳量越高,刚的硬度就越高,但是它的可塑性和韧性就越差.
(2)硫;是钢中的有害杂物,含硫较高的钢在高温进行压力加工时,容易脆裂,通常叫作热脆性.
(3)磷;能使钢的可塑性及韧性明显下降,特别的在低温下更为严重,这种现象叫作冷脆性.在优质钢中,硫和磷要严格控制.但从另方面看,在低碳钢中含有较高的硫和磷,能使其切削易断,对改善钢的可切削性是有利的.
(4)锰;能提高钢的强度,能消弱和消除硫的不良影响,并能提高钢的淬透性,含锰量很高的高合金钢(高锰钢)具有良好的耐磨性和其它的物理性能.
(5)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.
(6)钨;能提高钢的红硬性和热强性,并能提高钢的耐磨性.
(7)铬;能提高钢的淬透性和耐磨性,能改善钢的抗腐蚀能力和抗氧化作用.
(8)钒;能细化钢的晶粒组织,提高钢的强度,韧性和耐磨性.当它在高温熔入奥氏体时,可增加钢的淬透性;反之,当它在碳化物形态存在时,就会降低它的淬透性.
(9)钼;可明显的提高钢的淬透性和热强性,防止回火脆性,提高剩磁和娇顽力.
(10)钛;能细化钢的晶粒组织,从而提高钢的强度和韧性.在不锈钢中,钛能消除或减轻钢的晶间腐蚀现象.
(11)镍;能提高钢的强度和韧性,提高淬透性.含量高时,可显著改变钢和合金的一些物理性能,提高钢的抗腐蚀能力.
(12)硼;当钢中含有微量的(
0.001
-
0.005
%)硼时,钢的淬透性可以成倍的提高.
(13)铝;能细化钢的晶粒组织,阻抑低碳钢的时效.提高钢在低温下的韧性,还能提高钢的抗氧化性,提高钢的耐磨性和疲劳强度等.
(14)铜;它的突出作用是改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能,特别是和磷配合使用时更为明显。
⑦ 下列钢材化学成分中对钢材性能有害的元素是( )
B ,B,A,/,/,C。D。B,B,A,D,C,A,/,D,C,/,/
⑧ 锰元素对钢材的性能有哪些影响
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。
⑨ 化学元素C、Mn、Si、S、P中,对钢材有害的元素是什么其中什么会使钢材产生“冷脆”。
S在通常情况下是有害元素。使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。
P在一般情况下,是有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。
⑩ 化学元素C、Mn、Si、S、P中,对钢材有害的元素是什么
对钢材有害的元素,要看你是什么钢材。但通常情况下P、S都是有害的。冷脆的是P。
磷P:
在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低些。
硫 S
硫在钢中为有害元素,通常要求硫含量小于0.055%,优质钢要求小于0.040%。
a、使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。
b、破坏钢的焊接性能,降低耐腐蚀性。
c、可使钢的强度降低,因此有利于钢的切削,但除了易切钢之外,极少利用。
碳C
a、钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,塑性和冲击性降低。
b、当碳量超过0.23%时,焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力。
c、能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
锰 Mn
在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰0.30-0.50%。
a、含量增加可增加钢的强度及硬度,对提高低碳和中碳珠光体钢的强度及硬度有显著的作用
b、有脱氧及脱硫的功效,故锰能发挥钢的锻造性与可塑性。
c、钢中含量多时,可降低钢的淬火温度,提高钢的淬透性。
d、可增进钢的硬化深度,尤其在含碳量高的由硬性锰钢最为显著,对钢的高温瞬时强度有所提高。
缺点:
1.含锰较高时,有较明显的回火脆性现象;
2.锰有促进晶粒长大的作用,因此锰钢对过热较敏感t在热处理工艺上必须注意,这种缺点可用加入细化晶粒元素如钼、钒、钛等来克服。
3.当锰的质量分数超过1%时,钢的焊接性能变坏,
4.锰会使钢的耐锈蚀性能降低。
Si
在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅。
a、阻碍碳元素溶于钢中,对于碳量较高的钢,硅多则增加脆性,加速钢的晶粒生长,使其变粗,含量需控制在0.05%~0.30%。
b、提高钢中固溶体的强度和冷加工硬化程度使钢的韧性和塑性降低,增加钢的电磁传导率,故适于制造电器材料。
c、增高淬火温度,增加耐热钢的氧化性。
d、显著地提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比,在调质结构钢中加入1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。
e、提高耐腐蚀性。硅的质量分数为15%一20%的高硅铸铁,是很好的耐酸材料。含有硅的钢在氧化气氛中加热时,表面也将形成一层SiO2薄膜,从而提高钢在高温时的抗氧化性。
缺点:使钢的焊接性能恶化。