锰,硅,硫,磷元素对钢性能的影响

2019-07-0210:21:13锰,硅,硫,磷元素对钢性能的影响已关闭评论

锰,硅,硫,磷元素对钢性能的影响碳钢中除碳外,还含有少量的锰、硅、硫、磷等常存杂质元素,它们的存在对钢的性能有较大的影响。

1)锰的影响

锰是炼钢时由生铁和脱氧剂带入钢中的。锰具有很好的脱氧能力,在熔炼过程中能够减少或清除钢中的FeO而大大改善钢的品质。锰能溶解于铁素体和渗碳体中,形成合金铁素体和合金渗碳体,提高钢的强度和硬度。锰还能与硫形成MnS,以消除硫的有害作用,其大部分进入炉渣而被清除,小部分残留钢中成为非金属夹杂物。当锰的质量分数w Mn<0.8%时对钢的性能影响不显著,因而一般认为锰是有益元素。

2)硅的影响

硅也来源于生铁和脱氧剂。硅的脱氧能力比锰强,也能溶于基体中固溶强化铁素体,从而提高钢的强度、硬度和弹性模量。硅的质量分数w Si<0.37%时对钢的性能影响也不显著。所以也认为硅是有益元素。

3)硫的影响

硫是由生铁和燃料带入钢中。硫几乎不能溶解于铁素体中,而是以FeS的形态存在。FeS与铁则形成低熔点的共晶体(985℃)而分布于奥氏体的晶界上。当钢材在800~1 200℃进行锻压成形时,容易使钢材沿奥氏体晶界开裂,这种现象称为热脆性。为了尽量减少硫的有害作用,必须在钢中加入锰。锰可以和硫形成高熔点的MnS(1 620℃),在高温下有一定塑性,避免了热脆性,改善钢的热加工性能。因此,硫是有害元素,应根据钢的质量要求,严格控制硫的含量。

4)磷的影响

磷主要来源于生铁,磷可全部溶解于铁素体,使钢的强度、硬度有所提高,但塑性、韧性急剧降低。由于脆化现象在低温时尤为严重,故称为冷脆。此外,磷的存在还使钢的焊接工艺性能变差,因而磷也是有害元素,应严格控制其含量。

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