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      閱讀新聞
      [ 來自:不詳  閱讀:   時間:2012.04.16 ]
      鋼中常存雜質對鋼性能的影響

        一、硫
        
        硫是在煉鐵時由礦石和燃料中帶入的有害雜質,煉鋼時難以除盡。硫與鐵化合成FeS,FeS又與Fe形成低熔點共晶體,熔點僅為985℃,且分布在奧氏體的晶界上。當鋼材在800~1200℃進行鍛壓時,由于共晶體過熱甚至熔化,減弱了晶粒間聯系,使鋼材強度降低,這種現象稱為熱脆。為了避免熱脆,必須嚴格控制鋼中的含硫量。
        

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        二、磷
        
        磷也是在煉鐵時由礦石和燃料中帶入的有害雜質,煉鋼時難以除盡。在室溫時,磷在α-Fe中的最大溶解度為1.2%左右。但當鋼中有碳存在時,磷在α-Fe中的溶解度急劇下降,而且磷的偏析傾向嚴重,即使只有千分之幾的磷存在,也會在組織中析出脆性很大的化合物Fe3P,而使鋼的脆性增加,特別在低溫時更嚴重。這種現象稱為冷脆。為了避免冷脆,必須嚴格控制鋼中含磷量。
        
        硫和磷是鋼中的有害物質。但在一定條件下也可以利用硫和磷產生的脆性,使切削時容易斷屑。例如,在低碳鋼中,把含硫量提高到0.08%~0.33%,含磷量提高到0.05%~0.15%,制成易切削鋼,廣泛應用于在自動機床上加工的螺釘、螺母等標準件。
        
        三、錳
        
        錳是在煉鋼時用錳鐵脫氧而殘留在鋼中的雜質。錳具有一定的脫氧能力,使鋼中的FeO還原成鐵,改善鋼的質量。錳與硫化合成MnS,能減輕硫的有害作用。錳能大部分溶解于鐵素體中,使鐵素體強化,提高鋼的強度和硬度,所以錳是鋼中的有益元素。錳在碳鋼中的含量一般小于0.80%,適當提高含錳量到0.90%~1.20%,可以起到一定的強化作用。
        
        四、硅
        
        硅也是作為脫氧劑而加入鋼中的,硅的脫氧能力比錳強,能消除FeO夾雜物對鋼性能的不良影響。硅和錳一樣,能溶于鐵素體中,使鐵素體強化,從而提高鋼的強度和硬度,但降低塑性和韌性。碳鋼中含硅量通常小于0.37%。
        
        五、氮;氫;氧
        
        鋼在冶煉時還會吸收和溶解一部分氣體,如氮、氫、氧等,給鋼的性能帶來有害影響。
        
        氮是通過爐氣進入鋼中的。當鋼件快速冷卻時,氮來不及析出,而使其過飽和地固溶在鐵素體內,隨后會逐漸地以Fe4N的形式析出,大大降低鋼的韌性,產生所謂藍脆現象,它往往是造成船舶或橋梁災難性事故的原因。氮在鋼中的作用具有雙重性,除了上述不利一面外,也有好的方面。在煉鋼時,用鋁、鈦、釩脫氧,與氮作用生成AlN、TiN、VN等化合物,在鋼中呈彌散分布,有細化晶粒的作用。
        
        氫也使鋼變脆,產生氫脆、白點等缺陷。隨著溫度的降低,氫在鋼中的溶解度急劇降低,當氫原子來不及逸出鋼的表面,氫就聚集在晶體缺陷及晶界處,并形成氫分子,引起很大的局部內應力,使鋼產生發裂。這種發裂在平行軋制方向的截面上表現為橢圓形的白亮點,故稱為白點。因此,對大截面的鍛件,特別是合金鋼鍛件,應鍛后緩冷,使氫原子充分擴散逸出表面,以便消除白點。
        
        煉鋼是一個氧化過程,鋼液中不可避免地使鐵受到氧化,故在澆注前進行脫氧操作。如果鋼中含氧量過多,或脫氧不完善,在鋼中會存在非金屬夾雜物FeO,使鋼的強度、塑性降低,特別是對疲勞強度影響很大。

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