钢材中化学成分与性能间的关系

钢铁中化学成分与性能间的关系1、生铁生铁中除铁外，还含有碳、硅、锰、磷、硫等元素。这些元素对生铁的性能均有一定的影响。碳(C)：在生铁中以两种形态存在，一种是游离碳(石墨)，主要存在于铸造生铁中，另一一种是化合碳(碳化物)，主要存在于炼钢生铁中，碳化物硬而脆，塑性低，含量适当可提高生铁的强度和硬度，含量过多，则使生铁难于切削加工，这就是炼钢生铁切削性能差的原因。石墨很软，强度低，它的存在能增加生铁的铸造性能。硅(Si)：能促使生铁中所含的碳分离为石墨状，能去氧，汉能减少铸造的气眼，能提咼熔化生铁的流动性，降低铸件的收缩量，但含硅过多，也会使生铁变硬变脆。锰(Mn)：能溶于铁素体和渗碳体。在咼炉炼制生铁时，含锰量适当，可提咼生铁的铸造性能和切削性能，在咼炉里锰还可以和有害杂质硫形成硫化锰，进入炉渣。磷(P)：属于有害元素，但磷可使铁水的流动性增加，这是因为硫减低了生铁熔点，所以在有的制品内往往含磷量较咼。然而磷的存在又使铁增加硬脆性，优良的生铁含磷量应少，有时为了要增加流动性，含磷量可达 1.2%.硫(S)：在生铁中是有害元素，它促使铁与碳的结合，使铁硬脆，并与铁化合成低熔点的硫化铁，使生铁产生热脆性和减低铁液的流动性，故含硫咼的生铁不适于铸造细件。铸造生铁中硫的含量规定最多不超过 0.06%。2 钢2.1 元素在钢中的作用2.1.1 常存杂质元素对钢材性能的影响钢除含碳以外，还含有少量 Mn、Si、S、P、O、N、H 等元素。这些元素并非为改善钢材质量有意加入的，而是由矿石及冶炼过程中带入的，故称为杂质元素。这些杂质对钢材性能有一定影响，为保证钢材质量，在国家标准中对各类钢的化学成分都做了严格的规定。1)硫硫来源于炼钢的矿石与燃烧焦炭。它是钢中的一种有害元素。硫以硫化铁(FeS)的形态存在于钢中，FeS 和 Fe 形成低熔点(985°C)化合物。而钢材料的热加工温度一般在 1150〜1200°C 以上，所以当钢材热加工时，由于 FeS 化合物的过早熔化而导致工件开裂，这种现象称为“热脆”。含硫量愈咼，热脆现象愈严重，故必须对钢中含硫量进行控制。咼级优质钢：Sv0.02%〜0.03%；优质钢：SV0.03%〜0.045%；普通钢：Sv0.055%〜0.07%以下。2)磷磷是由矿石带入钢中的，一般说磷也是有害元素。磷虽能使钢材的强度、硬度增咼，但引起塑性、冲击韧性显著降低。特别是在低温时，它使钢材显著变脆，这种现象称“冷脆”。冷脆使钢材的冷加工及焊接性变坏，含磷愈咼，冷脆性愈大，故钢...