㈠ 钢材中硫和氧的含量过量会导致钢材热脆
钢除了铁和碳这两种基本元素外,还含有一些其他元素,这些元素对钢的性能和质量都有一定的影响。
(1)碳。碳是决定钢的性能的主要元素。随着碳含量的增加,钢的强度和硬度增加,但塑性和韧性下降。然而,当碳含量大于1时。0%时,钢的抗拉强度因其脆性而降低。
(2)硅和锰。硅和锰是钢中的有益元素。硅和锰是炼钢时加入硅铁和锰铁脱氧时残留在钢中的合金元素。
硅含量小于1%时,可提高钢的强度,但对塑性和韧性无明显影响。然而,当硅含量超过1%时,钢的冷脆性增加,焊接性变差。
当锰含量为0.8%~1%时,可明显提高钢的强度和硬度,但几乎不降低塑性和韧性。当含量超过1%时,强度提高,而塑性和韧性下降,焊接性变差。
(3)硫和磷。硫和磷是钢中的主要有害元素,是炼钢过程中由原料带入的。
硫会引起热脆性,严重降低钢的热加工性和焊接性。硫的存在还会降低钢的冲击韧性、疲劳强度、焊接性和耐腐蚀性。
磷能提高钢的强度、硬度和耐蚀性,但显著降低钢的塑性和韧性,尤其是低温冲击韧性,使钢变脆。这种现象被称为冷脆。冷脆会降低钢的冲击韧性和焊接性能。
(4)氧气和氮气。氧和氮是钢中的有害元素,在炼钢过程中进入钢水中。这些元素的存在降低了钢的强度、冷弯性能和焊接性能。氧也增加钢的热脆性,氮也增加钢的冷脆性和时效敏感性。
(5)铝、钛、钒和铌。铝、钛、钒、铌等元素是钢中的有益元素。都是炼钢的强脱氧剂,也是合金钢中常用的合金元素。适当添加这些元素可以改善钢的组织,细化晶粒,显著提高钢的强度和韧性。
㈡ 钢液为什么要脱氧 脱氧的任务是什么脱氧的方式有哪几种
钢液中氧主要是为了除去钢液中的杂质硅、锰、磷,碳等杂质而加入的,同时冲入氧气也是为了获得较高的反应效率,因此在冶炼临结束时,钢液是处于过渡氧化的状态。 氧对钢性能的影响:氧是在钢的凝固过程中偏析倾向最严重的元素之一,在钢液的凝固和随后的冷却过程中,氧的溶解度急剧下降,钢中原溶解的绝大部分氧以铁氧化物、硫氧化物等微细夹杂物的形式在与γ或α晶界处富集,这些微细夹杂物会造成晶界脆化,使钢的加工和使用过程中容易成为晶界开裂的起点,最终导致钢材发生脆性破坏。 钢中氧含量的增加会降低钢材的延性、冲击韧性、抗疲劳破坏性能,提高钢的韧-脆转换温度,降低钢材的耐腐蚀性能。此外,含氧高的钢材还容易发生时效老化,在高温加工时由于晶界处的杂质偏析形成了低熔点网膜,导致钢产生热脆。 脱氧的方法1) 直接脱氧法是采用与氧亲和力较铁-氧亲和力高的元素为脱氧剂加入到钢液中,使之与氧反应生成的产物上浮于钢液后除去,从而达到脱氧的目的。采用的脱氧剂有:锰铁、铝铁、硅铁。硅锰合金等 2) 扩散脱氧法向炉渣中加入碳粉、硅铁粉、铝粉等位脱氧剂以降低炉渣中FeO的含量,钢中的氧会向炉渣中扩散以维持其在渣-钢中的分配平衡,从而达到脱氧的目的。 3) 真空脱氧法将钢液置于真空中,通过降低CO气体的分压来促使钢液内[C]-[O]反应继续进行,利用此反应从而达到脱氧的目的。
㈢ 请教:金属材料中氧、氮、氢含量对钢材性能及表面质量的影响,
钢材中氧含量高氧化物较多降低钢材机械性能。
氢含量高容易导致氢脆
㈣ 钢材的化学成分中碳,氧含量对其性能有何影响
按钢的化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类。碳素钢又分为:①低碳钢,含碳量小于0.25%;②中内碳钢,含容碳量为0.25%——0.6%;③,高碳钢,含碳量大于0.6%;中碳钢热加工及切削性能良好,焊接性能较差。强度、硬度比低碳钢高,而塑性和韧性低于低碳钢。可不经热处理,直接使用热轧材、冷拉材,亦可经热处理后使用。淬火、回火后的中碳钢具有良好的综合力学性能。能够达到的最高硬度约为HRC55(HB538),σb为600~1100MPa。所以在中等强度水平的各种用途中,中碳钢得到最广泛的应用,除作为建筑材料外,还大量用于制造各种机械零件。
㈤ 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。