鋼中化學成分對鋼性能的影響等

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上碳素鋼的分類一、按含碳量分低碳鋼：含C量<0.25%。中碳鋼：含C量在0.250.60%之間。高碳鋼：含C量>0.60%二、按化學成份分碳素鋼和合金鋼。三、按鋼的質(zhì)量分普通碳素鋼：鋼中S、P含量較高，S0.055%，P0.045%。優(yōu)質(zhì)碳素鋼：鋼中S、P含量較低，S、P0.040%。高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼：鋼中S、P含量很低，S0.030%，P0.035%。四、按用途分碳素鋼構鋼：用于制造機械零件和工程結構件的碳鋼，含C量大多在0.70%以下。碳素工具鋼：用于制造各種加工工具（刀具、模具、量具），含C量在0.70%以上。具有特殊物理性能或化學性能的鋼，多為合金鋼。

2、力學性能指標介紹一、機械性能（一）強度指標 1、屈服強度（屈服點）：材料發(fā)生屈服現(xiàn)象時的載荷除以試樣拉伸前橫截面積所得的應力稱為屈服強度，又稱屈服點，以Rel（s）表示。有些金屬材料（如螺紋鋼、高碳鋼和經(jīng)過某些熱處理后的鋼）在拉伸試驗過程中，沒有明顯的屈服現(xiàn)象發(fā)生，為測定這類材料的屈服強度，工程技術上規(guī)定，試樣標距部分產(chǎn)生塑性變形量為試樣原標距長度的0.2%時的載荷除以試樣拉伸前橫截面所得的應力作為該材料的條件屈服強度，用符號Rm0.2（0.2）表示。2、抗拉強度：材料在拉斷前所承受的最大載荷除以試樣拉伸前面積所得的應力稱為抗拉強度，用符號Rm（b）表示。（二）塑性指標1、延伸率：試樣拉斷后標

3、距長度的伸長量與原標距長度之比值的百分率，用符號A11.3(10倍)、A(5倍)表示。（L1-L0）/ L0×100%2、斷面收縮率：是試樣拉斷后橫截面積的縮減量與拉伸前橫截面積之比值的百分率。用符號Z表示。（F0-F1）/ F0×100% F0表示拉伸前橫截面積，F(xiàn)1表示拉斷處的最小截面積。（三）沖擊韌性金屬在沖擊載荷作用下抵抗破壞的能力，工程技術上常用一次擺錘沖擊試驗來測定金屬材料的沖擊韌性。二、工藝性能主要有鑄造性、鍛壓性、焊接性和切削加工性等。鋼中常存元素對鋼性能的影響 1、C 是鋼中的主要元素，隨鋼中含C量增加，碳鋼在熱軋狀態(tài)下的硬度直線上升，范性和韌性降低，在亞

4、共析范圍內(nèi)，隨C量增加，抗拉強度、硬度不斷提高，延伸率下降，塑性、韌性降低。超過共析范圍的C量以后，抗拉強度提高減緩，以致于隨含C量增加而降低。含C量增加時碳鋼的耐腐蝕性降低，焊接性能和冷加工（沖壓、拉拔）性能變壞。 2、Mn在碳鋼中的含量一般為0.25-0.80%，在具有較高含Mn量的碳鋼中，Mn含量可以達到1.2%，Mn屬于有益元素。Mn是作為脫氧除硫的元素加入鋼中的，它可以提高硅和鋁的脫氧效果，也可以和S結合形成MnS，從而在相當大程度上消除S的有害影響。鋼中的Mn，除一部分形成夾雜物（硫化錳及錳的氧化物），其余部分溶于鐵素體和滲碳體中。Mn對碳鋼的力學性能有良好影響，它能提高鋼材的硬度

5、、強度和耐磨性，在Mn含量不高時，可稍提高或不降低鋼的面縮率和沖擊韌性，在碳鋼的Mn含量范圍內(nèi)，每增加0.1%Mn，大約使熱軋鋼材的抗拉強度增加7.8-12.7兆牛/米2，使屈服點提高7.8-9.8兆牛/米2，伸長率減小0.4%。3、Si是一種脫氧劑，脫氧作用比Mn還強，在鋼中的含量0.50%。Si能增大鋼液的流動性，碳鋼中每增加0.1%的Si，可使熱軋鋼材的抗拉強度提高約7.8-8.8兆牛/米2，屈服點提高約3.9-4.9兆牛/米2，伸長率下降約0.5%，面縮率和沖擊韌性下降不明顯，但是Si含量超過0.8-1.0%時，則引起面縮率下降，特別是沖擊韌性顯著降低。Si以硅酸存在于鋼中，對鋼絲拉拔

6、是有害的。4、S一般來說，S是有害元素，它主要來自生鐵原料、煉鋼時加入的礦石和燃料產(chǎn)物中的SO2，煉鋼時難以除盡。S以硫化物夾雜的形式存在于固態(tài)鋼中。S的最大危害是引起鋼在熱加工時開裂，即產(chǎn)生熱脆，造成熱脆的原因是由于S的嚴重偏析。通過加入Mn來避免鋼中形成FeS，以防止熱脆，Mn比Fe對S有較在的親和力，所以鋼液中S與Mn優(yōu)先形成MnS。S通過形成硫化物夾雜而對鋼的力學性能發(fā)生影響，增加鋼中的含S量，使硫化物的含量增高，鋼的范性和韌性將降低，同時鋼材力學性能的方向性增大，鋼的熱加工性能變壞。S對鋼的焊接性能有不良影響，容易導致焊縫熱裂，在焊接過程中，S易于氧化生成SO2，造成焊縫中產(chǎn)生氣孔和

7、疏松。S能提高鋼材的切削加工性，這是S的有益作用，所以在制造要求表面粗糙度較細而強度要求不十分嚴格的零件時，可采用含S高的易切削鋼。5、P一般說來，P是有害雜質(zhì)元素，它來自于礦石和生鐵等煉鋼原料，煉鋼時難以除盡。P能提高鋼的強度、硬度，但使范性、韌性降低，這種脆性現(xiàn)象在低溫時更為嚴重，故稱為“冷脆”，P的有害影響主要在此。P能提高切削性能和抗蝕性，故在易切削鋼中可適當增加P含量。6、O氧在鋼中的溶解度很小，在鋼中，O幾乎全部以氧化物的形式存在，至于形成什么樣的氧化物是由所加入的脫氧元素的種類和數(shù)量而定，鋼種各種氧化物的總量隨著鋼中含氧量增加而增加，含氧量對鋼力學性能的影響夾雜對力學性能的影響實

8、質(zhì)上也就是氧化物夾雜對力學性能的影響，總的來說，隨鋼中含氧量增加，鋼的范性、韌性降低，氧化物夾雜使鋼的耐腐蝕性、耐磨性降低，使冷沖壓性、鍛造加工性及切削加工性變壞。7、N鋼中的N來自于爐料，也來自于爐氣中。N引起碳鋼的淬火時效和形變時效，從而對碳鋼的性能產(chǎn)生影響。由于N的時效作用，鋼的硬度、強度升高，范性和韌性降低，對于普通低合金鋼來說，時效現(xiàn)象是有害的，因而N是有害元素，向鋼中加入足夠數(shù)量的Al，使之除與O結合外，還有有相當數(shù)量的Al溶解在固溶體中，通過熱軋后的緩冷或700-800保溫，能與N結合形成AlN，減弱或完全消除在較低溫度發(fā)生的時效現(xiàn)象。8、Al是作為脫氧劑加入鋼中。碳鋼中Al的含量一般小于0.10%，加入鋼中的Al部分與O形成Al2O3或含有的各種