浩天妈 发表于 7 天前

钢材主要的化学成分?影响钢材性能的主要因素

钢材主要化学成分是铁和碳元素,此外钢材在冶炼过程中还会从原料、燃料中引入其他元素,这些元素的含量很少,但对钢材的性能却有着重要的影响。主要分为两类:一类是能优化钢材性能的合金元素,主要有硅、锰、钛、钒等;另一类是劣化钢材性能的杂质,主要有氧、硫、氮、磷等。

1.碳(C)
碳是决定钢材性质的重要元素。土木建筑工程用钢材含碳量不大于0.8%,在此范围内,随着钢中含碳量的增加,强度和硬度增加,而塑性、韧性和冷弯性能相应下降。碳还可显著降低钢材的可焊性,增加钢的冷脆性和时效敏感性,降低抗大气腐蚀能力。

2.硅(Si)
硅在钢中是有益元素,是我国钢筋用钢的主加合金元素,炼钢时起脱氧作用。硅在钢中的含量小于1.0%时,随着含量的增加,钢材的强度、耐疲劳性、耐腐蚀性、抗氧化性随之提高,同时不显著降低塑性和韧性。当含量提高到1.0%~1.2%时,塑性和韧性明显下降,焊接性能变差,并增加钢材的冷脆性。

3.锰(Mn)
锰也是钢中的有益元素,是我国低合金钢的主加合金元素(含量一般在1%~2%范围内)​,在炼钢时起脱氧去硫的作用。锰具有很强的脱氧去硫能力,能消除或减轻氧、硫所引起的热脆性。随着锰含量的增加,可以大大改善钢材的热加工性能,同时能提高钢材的强度、硬度及耐磨性。当锰含量小于1.0%时,对钢材的塑性和韧性无明显影响;当含量大于1.0%时,在提高强度的同时,塑性和韧性有所降低,焊接性能变差,耐腐蚀性降低。

4.钛(Ti)
钛是强脱氧剂,可显著提高钢的强度,但稍降低塑性。由于钛能细化晶粒,故可改善韧性。钛能减少时效倾向,改善焊接性能。

5.钒(V)
钒是弱脱氧剂,也是常用的合金元素。随着钒含量增加,强度有所提高。

以上五种合金元素都是钢中的有益元素,除此之外钢中还含有一些杂质,主要有以下几种:

6.硫(S)
硫是钢中极有害的元素。随着硫含量的增加,钢材的热脆性加大,各种机械性能降低,同时钢材的可焊性,冲击韧性,耐疲劳性和抗腐蚀性均降低。通常,硫的含量要低于0.045%。

7.磷(P)
随着钢中磷含量的提高,钢材的强度提高,塑性和韧性显著下降,特别是温度越低,对塑性和韧性的影响越大,通常,磷含量要低于0.045%。

8.氮(N)
氮对钢材性能的影响与磷相似,可使钢材的强度提高,但塑性特别是韧性明显下降。氮还会加剧钢的时效敏感性和冷脆性,使其焊接性能变差。通常,氮含量要低于0.008%。

9.氧(O)
随着氧含量的增加,钢材的强度有所降低,塑性特别是韧性显著降低,可焊性变差。氧的存在会造成钢材的热脆性。通常,氧含量要小于0.03%。
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