作业帮碳钢中常存元素对钢性能的影响
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/07/08 12:32:46
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碳钢中常存元素对钢性能的影响
碳钢中杂质元素对碳钢性能的影响
1、锰 约为0.25%~0.80%.固溶强化；清除FeO,降低钢的脆性；与硫化合成MnS,可以减轻硫的有害作用.有益.
2、硅 约为0.10%~0.40%,固溶强化；除FeO对钢质量的不良影响,有益.
3、硫 FeS与Fe形成低熔点共晶体（熔点为985℃）,在1000~1250℃热加工时导致钢变脆而开裂,“热脆”.有害.
4、磷 强度、硬度提高,但使塑性和韧性降低,“冷脆”.有害.
碳是钢里最重要的单一合金元素。它对于渗碳体（和其他碳化物）、珠光体、球状渗碳体（铁素体基体中的一种球状碳化物的集合体）、贝氏体和铁-碳马氏体的形成是必不可少的。由它们的一种或几种组分构成的显微组织能提供范围很广的力学性能和加工特性。通过热处理可以控制这些元素的相对含量及其分布，并以此改变特定钢工件的显微组织以及其性能。大多数的钢铁冶金技术都应用于铁碳合金的不同组织及其转变上...
碳是钢里最重要的单一合金元素。它对于渗碳体（和其他碳化物）、珠光体、球状渗碳体（铁素体基体中的一种球状碳化物的集合体）、贝氏体和铁-碳马氏体的形成是必不可少的。由它们的一种或几种组分构成的显微组织能提供范围很广的力学性能和加工特性。通过热处理可以控制这些元素的相对含量及其分布，并以此改变特定钢工件的显微组织以及其性能。大多数的钢铁冶金技术都应用于铁碳合金的不同组织及其转变上，可以说许多其他元素很大程度也只是在其铁-碳系统上发挥作用。
总的来看，钢的强度和硬度随含碳量的增加而提高，而韧性和塑性却随含碳量的增加而降低（其加工性、焊接性和切削性也因含碳量的增加而变差）。
沸腾钢含碳量的增加会使其表面质量下降。含碳量0.15%～0.3%的镇静钢的表面质量比较差，它要求特殊的工艺才能获得与比上述含碳量更高或更低的钢相似的表面质量。
锰
通常市场供应的钢材里都含有锰。锰对钢是有益元素。
硅
硅是炼钢用的主要脱氧剂之一。它在钢中的含量不一定在化学成分的规范中注明，而是取决于产品所规定的脱氧工艺。沸腾钢和压盖钢含有最低限度的硅含量（通常低于0.05%）；全镇静钢为脱氧，一般硅含量为0.15%～0.3%，如果还含有其他脱氧剂，则钢中的硅含量可以减少。硅仅有很少的偏析可能。低碳钢中的硅一般不利于表面质量，而且这种情况对于低碳加硫牌号的钢来说，更为明显。
硅能够稍微提高一些铁素体的强度，但不会引起塑性的大幅度下降。较高的含硅量可以增加钢在空气中的抗氧化能力，并且能减少磁滞损失。
铝
铝被作为脱氧剂广泛应用，用于控制晶粒的大小。当以规定的量加入钢中时，它能控制在重新加热过程中的奥氏体长大。在所有的元素中，铝在淬火之前控制晶粒的大小是最有效的。钛、锆和钒都是有效的晶粒长大抑制剂，但是对于需要进行热处理（淬火或回火）的结构牌号钢，这三种元素会对淬硬性产生负面的影响，因为它们的碳化物十分稳定，故很难在淬火之前溶解到奥氏体里面去。
铜
铜有中等的偏析趋向，达到相当含量则有害于钢的热形变加工工艺。铜对于锻、焊有着负面的影响，但还不至于严重影响电弧焊和氧炔焊。作为对表面质量的不利因素，铜会增加加硫钢原有的表面缺陷。
然而，当铜含量超过0.2%时，会有助于提高钢在大气中的耐腐蚀性，超过该含铜量的钢也称之为耐候钢。
硼
硼加入完全镇静钢是为了改善淬硬性。硼处理钢是按硼含量0.0005%～0.003%范围生产的。凡要用硼部分代替其它合金元素时都应考虑这样做仅仅是为了淬硬性，因为降低合金含量对一些用途可能是不利的。硼对于含碳量较低的碳素钢是最有效的。
残留的有害元素如磷、硫、氧、氢等虽然可以稍微提高钢的强度和硬度，但却严重降低钢的塑性和韧性，使钢严重变脆，这也是它们“有害”之主要所在。