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      化學成分對鋼的作用和影響

      發布者: 發布時間:2016/10/31 9:40:25 閱讀:次 【字體:
      對于長期從事鋼結構加工制作的管理人員和操作者來說,必須了解本行業所用主材料鋼的從本知識,特別是常用鋼材的知識。
       
      一、鋼的基本知識
       
      l.化學成分對鋼的作用和影響
       
      鋼中的基本元素是鐵(Fe),還包括其他各種化學成分,碳素結構鋼中鐵占99%,其余是碳(C)和其他元素,這些元素主要是在冶煉過程中留下的雜物,如硅(Si)、錳(Mn)、硫(S)、磷(P)等。普通合金鋼中除鐵、碳元素外,還含有少量的合金元素,這些元素是冶煉過程中作為調質劑特意加入的,如錳、硅、釩(V)、銅((Cu)、硼(B)等。鋼中的各種元素成分的細微變化會對鋼材的機械性能產生顯著影響,現將主要化學元素對鋼材性能的影響簡要介紹。
       
      ①碳是碳素結構鋼中含量僅次于鐵的元素。鋼的性能隨著化學成分的不同而變化,鋼根據含碳量的多少分為低碳鋼(含碳量低于0.25%)、中碳鋼(含碳量為0.25%~0.60%)、高碳鋼(含碳量超0.6%)。碳是影響鋼材強度的主要因素,鋼材含碳量上升,則強度提高,也塑性韌性下降,尤其是低溫沖擊韌性下降明顯;另外,含碳量上升會使鋼材的可鍛性、抗腐蝕性,冷彎性能明顯下降。因此,結構用鋼的含碳量一般不允許超過0.22%。對焊接結構的鋼要求低于0.2%。
       
      ③硫是一種有害雜質,它會降低鋼的塑性、韌性、可焊性、抗腐蝕性等,硫還會使鋼材發生脆裂現象。鋼材中的硫含量不得超過0.05%,焊接結構不得超過0.045%。
       
      ③磷也是一種有害雜質,雖然磷的存在會提高鋼材的強度和抗腐蝕性,但卻會嚴重降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和冷彎性能等;特別是磷會導致鋼材發生冷脆現象。鋼材中的磷含量一般不允許超過0.045%。
       
      ④氧和氮都是鋼材中的有害雜質,氧的作用與硫類似,會使鋼材產生熱脆,一般要求其含量低0.05%;氮的作用則類似于磷,它會使報材產生冷脆,一般要求其含量低于0.008%。氧和氮在冶煉中容易溢出,且鋼材在冶煉過程中根據需要會使用脫氧劑以降低氧含量,所以一般氧、氮元素含量不會超標。
       
      ⑤錳是一種弱脫氧劑,適量錳能夠提高鋼材強度,但又不會過多降低塑性和沖擊韌性;此外,鋼材中的錳能夠和硫產生成硫化錳,能消除硫對鋼材性能的不利影響。錳可以改善鋼材的冷脆性質,但是錳元素含量過高,會導致鋼材變脆,降低抗腐蝕能力和可焊性。
       
      ⑥硅是一種強脫氧荊,硅作為合金元求可以提高鋼的強度,對于塑性、冷彎性、沖擊韌性、抗腐蝕和可娜性不會產生不良影響;但是,當硅含量過高(超過1%),會降低鋼材的塑性、韌性、抗銹蝕和可焊性;一般碳素鋼含硅量為0.07~0.03。釩是作為一種合金元式添加在鋼材中的,適量的釩可提高鋼材強度和抗銹蝕能力,對鋼材的塑性、韌性沒有顯著影響。
       
      ⑧為了提高鋼的質量,可在鋼內滲人鋼、鎳(Ni)、鉻(Cr)及其他金屬元素。穆入多種元素練出來的鋼叫合金俐。鋼內含銅量在0.35%以下能提高鋼的強度和抵抗腐蝕的能力。
       
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