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碳素钢及钢中五元素

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碳素钢及钢中五元素

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1.含碳2.11%以下的铁碳合金称为钢。碳素钢中的五元素是指化学成份中的主要组成物,即 C、Si、Mn、S、P(碳、硅、锰、硫、磷)及对钢的性能的影响因素。

1.1碳对钢的性能有极为重要的影响,一般来说,钢的碳含量越高, 其强度、硬度越高,耐磨性越好,而塑性、韧性及焊接性则逐渐降低。

1.2硅可提高钢的强度、硬度和弹性。在合金钢中,硅可提高钢的淬透性和回火稳定性,提高耐热钢的抗氧化性;在电工钢中,可降低铁损,提高磁感强度。 

1.3锰可提高钢的强度和硬度,消除硫的热脆性,提高钢的淬透性。

1.4硫是由生铁及燃料带入钢中的有害元素,硫能引起热脆性,影响钢的热加工性能和焊接性能,并降低钢的塑性、韧性和疲劳强度。硫对钢的唯一有利作用是能改善钢的切削加工性能。

1.5磷是由生铁等原料带入钢中的有害元素,磷能引起冷脆性,影响钢的冷加工性能和焊接性能,并能显著降低钢的塑性、韧性。但磷可提高钢的耐大气腐蚀能力,改善钢的切削加工性能。

2.其他化学元素对钢性能的影响 

2.1铬能提高钢的耐蚀性和抗氧化能力,是不锈钢、电热合金中不可缺少的重要元素。

2.2镍可提高钢的韧性和淬透性,与烙配合使用可提高钢的耐蚀性和耐热性。

2.3钨、钼在一般钢中,可提高钢的淬透性和回火稳定性;提高钢的高温强度;在不锈钢中,钼可提高钢对强腐蚀介质含氯离子介质的耐腐蚀性。 

2.4铌、钒、钛都是强碳化物形成元素,可提高钢的强度、硬度、韧性和焊接性能,可防止晶间腐蚀并提高钢的高温强度。

2.5铜提高钢的抗大气腐蚀能力,特别是和磷配合使用时。 

3.钢铁是怎样炼成的?

  炼钢的主要任务是按所炼钢种的质量要求,调整钢中碳和合金元素含量到规定范围之内,并使P、S、H、O、N等杂质的含量降至允许限量之下。

  炼钢过程实质上是一个氧化过程,炉料中过剩的碳被氧化,燃烧成CO气体逸出,其它Si、P、Mn 等氧化后进入炉渣中。S部份进入炼渣中,部份则生成SO2排出。当钢水成份和温度达到工艺要求后,即可出钢。为了除去钢中过剩的氧及调整化学成份,可以添加脱氧剂和铁合金或合金元素。

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