钢材产生冷脆的元素是什么

㈠ 影响钢材发生冷脆的化学元素是哪些

影响钢材发生冷脆的化学元素主要有氮和磷，而使钢材发生热脆的化学元素主要是氧和硫。

对于钢材，脆性越高其硬度越大，抗弯曲强度越高，而对于塑性较强的钢材来说正好与之相反，塑性强度大的钢材其硬度低，易弯曲不易折断，对于这两种钢材来说其性能有明显的差别。

冷脆性只发生在具有体心立方晶格的金属中。锅炉与压力容器中广泛采用的低碳钢及低合金钢都是体心立方晶格型，所以会发生遇冷变脆的现象。而面心立方晶格的金属，如铝、铜、镍都不会产生冷脆现象。

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加工硬化降低了钢材的韧性，同时使韧脆转变温度增加。这种影响随钢材类型不同及加工硬化量的大小而变化。对于冲压封头，试验结果表明，冷压封头的韧脆转变温度高于热压封头，且冲击韧度值也有所减小。

对于冷脆性的材料会在温度变低的情况下脆性急剧增加，因此，选用冷脆性材料时因注意使用的环境以及温度等的影响因素，尽量避免不必要的意外发生，在选材时要把温度对钢材的影响因素考虑在内。

㈡ 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”。

对钢材有害的元素，要看你是什么钢材。但通常情况下、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。

㈢ 铁碳合金中p元素过多,会发生冷脆现象吗

没错，科学研究表面：磷元素是导致钢材冷脆的主要原因。因此，铁碳合金中磷元素过多必然会发生冷脆现象，这个也是为什么国家标准要限制钢材中硫、磷的含量的原因。
另外，硫元素会导致热脆，也是限制的元素之一。

㈣ 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”。

一般来说：化学元素C、Mn、Si、S、P中，对钢材有害的元素是S
P；S的主要危害是使钢材产生冷脆。但是，对于特殊的钢种，S也是有益的元素，如易切削钢等少数钢种，可以使得钢材的切削加工更宜进行。

㈤ 钢材的热脆性,冷脆性与成分的关系

热脆是由于硫的影响，冷脆是由于磷的影响。

硫是由生铁及燃料带入钢中的杂质。在固态下，硫在铁中的溶解度极小，而是以FeS的形态存在于钢中。由于FeS的塑性差，使含硫较多的钢脆性较大。

当钢加热到约1200℃进行热压力加工时，晶界上的共晶体已溶化，晶粒间结合被破坏，使钢材在加工过程中沿晶界开裂，这种现象称为热脆性。

磷由生铁带入钢中，在一般情况下，钢中的磷能全部溶于铁素体中。磷有强烈的固溶强化作用，使钢的强度、硬度增加，但塑性、韧性则显著降低。这种脆化现象在低温时更为严重，故称为冷脆。

钢的冲击韧性在高温和应力长期作用下产生下降的现象称为热脆性，几乎所有情况下，温度愈高、高温和应力作用时间越长，钢的热脆性也就越显著。反之，钢的冲击韧性在低温下产生下降的现象称为冷脆性。在一般情况下，温度越低韧性下降就明显。

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不同用途的钢材类型

1、结构钢

建筑及工程用结构钢简称建造用钢，它是指用于建筑、桥梁、船舶、锅炉或其他工程上制作金属结构件的钢。如碳素结构钢、低合金钢、钢筋钢等。

机械制造用结构钢是指用于制造机械设备上结构零件的钢。这类钢基本上都是优质钢或高级优质钢，主要有优质碳素结构钢、合金结构钢、易切结构钢、弹簧钢、滚动轴承钢等

2、工具钢

一般用于制造各种工具，如碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢等。按用途又可分为刃具钢、模具钢、量具钢。

3、特殊钢

具有特殊性能的钢，如不锈耐酸钢、耐热不起皮钢、高电阻合金、耐磨钢、磁钢等。

4、专业用钢

这是指各个工业部门专业用途的钢，如汽车用钢、农机用钢、航空用钢、化工机械用钢、锅炉用钢、电工用钢、焊条用钢等。

㈥ 影响钢材发生冷脆的化学元素是哪些

1、碳（C）：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）：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）：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）：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）：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.
6、铬（Cr）：在结构钢和工具钢中,铬能显著提高强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性.铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,因而是不锈钢,耐热钢的重要合金元素.
7、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.但由于镍是较稀缺的资源,故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢.
8、 钼(Mo)：钼能使钢的晶粒细化,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,发生变形,称蠕变).结构钢中加入钼,能提高机械性能. 还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性.在工具钢中可提高红性.
9、钛(Ti)：钛是钢中强脱氧剂.它能使钢的内部组织致密,细化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性.改善焊接性能.在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛,可避免晶间腐蚀.
10、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.
11、钨(W)：钨熔点高,比重大,是贵生的合金元素.钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性.在工具钢加钨,可显著提高红硬性和热强性,作切削工具及锻模具用.
12、铌(Nb)：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性,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、氨腐蚀能力.铌可改善焊接性能.在奥氏体不锈钢中加铌,可防止晶间腐蚀现象.
13、钴(Co)：钴是稀有的贵重金属,多用于特殊钢和合金中,如热强钢和磁性材料.
14、铜(Cu)：武钢用大冶矿石所炼的钢,往往含有铜.铜能提高强度和韧性,特别是大气腐蚀性能.缺点是在热加工时容易产生热脆,铜含量超过0.5％塑性显著降低.当铜含量小于0.50％对焊接性无影响.
15、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,如作深冲薄板的08Al钢.铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能,铝与铬、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.
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、氮(N):氮能提高钢的强度,低温韧性和焊接性,增加时效敏感性.
18、稀土(Xt)：稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素.这些元素都是金属,但他们的氧化物很象“土”,所以习惯上称稀土.钢中加入稀土,可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质,从而改善了钢的各种性能,如韧性、焊接性,冷加工性能.在犁铧钢中加入稀土,可提高耐磨性.

㈦ P(磷）为什么使钢材变脆

磷能全部溶于铁素体中,使强度和硬度增加,会导致塑性和冲击韧性的显著降低。在低温变脆,产生“冷脆”现象。