鋼材中的雜質對鋼性能的影響

發布時間：2010/3/15

鋼材中的雜質對鋼性能的影響
實際使用的鋼中，除了含有鐵、碳與合金元素外，在冶煉過程中，不可避免地要帶入一些雜質（如錳、硅、硫、磷、非金屬類雜質以及某些氣體，如氮、氫、氧等）。這些雜質對鋼的質量有很大的影響。
?? 1．非金屬夾雜物在煉鋼過程中，少量爐渣、耐火材料及冶煉中反應產物可能進入鋼液，形成非金屬夾雜物。例如氧化物、硫化物、硅酸鹽、氮化物等。它們都會降低鋼的機械性能，特別是降低塑性、韌性及疲勞極限。嚴重時，還會使鋼在熱加工與熱處理時產生裂紋或使用時突然脆斷。非金屬夾雜物也促使鋼形成熱加工纖維組織與帶狀組織，使材料具有各向異性。嚴重時，橫向塑性僅為縱向的一半，并使沖擊韌性大為降低。因此，對重要用途的鋼（如滾動軸承鋼、彈簧鋼等）要檢(jian)查非金屬夾(jia)雜(za)物的數量、形狀(zhuang)、大小與(yu)分(fen)布情況(kuang)。此(ci)外，鋼在整個(ge)冶煉過程中(zhong)，都(dou)與(yu)空氣接觸，因而鋼液中(zhong)總會吸(xi)收一(yi)些氣體，如氮、氧(yang)、氫等。它(ta)們對鋼的質(zhi)量也會產生不良影(ying)響。

?? 2．硅硅在鋼中看做殘渣會普遍存在時，大部分均少于0.4％,它也出自于鑄鐵件與脫氧劑。在環境溫度下硅能混溶鐵素體，對鋼有條定的升級會影響。但硅看做少量出殘渣會普遍存在時，它對鋼的耐磨性會影響我不特殊。 ?? 3．錳錳在鋼中身為鈣鎂離子留存的時，平常均不低于0.8％。它來自于身為煉鋼食材的生鐵粉及脫氧劑錳鐵。錳有非常好的脫氧力，還能與硫生成MnS,以解決硫的損害使用。這么多發應產品大方面打開爐渣而被清除，小方面剩余的于鋼中變成了非金屬材料質其它雜物物。還有就是，在制冷下錳能不溶鐵素體，對鋼有一個定強化木紋地板使用。錳也能夠不溶滲碳體中，生成合金鋼滲碳體。但錳身為小量鈣鎂離子留存的時，它對鋼的性能參數后果不可觀。

?? 4．磷磷由生鐵帶入鋼中，在一般情況下，鋼中的磷能全部溶于鐵素體中。磷有強烈的固溶強化作用，使鋼的強度、硬度增加，但塑性、韌性則顯著降低。這種脆化現象在低溫時更為嚴重，故稱為冷脆。一般希望冷脆轉變溫度低于工件的工作溫度，以免發生冷脆。而磷在結晶過程中，由于容易產生晶內偏析，使局部地區含磷量偏高，導致冷脆轉變溫度升高，從而發生冷脆。冷脆對在高寒地帶和其它低溫條件下工作的結構件具有嚴重的危害性，此外，磷的偏析還使鋼材在熱軋后形成帶狀組織。因此，通常情況下，磷也是有害的雜質。在鋼中也要嚴格控制磷的含量。但含磷量較多時，由于脆性較大，在制造炮彈鋼以及改善鋼的切削加工性方面則是有利的。
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?? 5．硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)是(shi)由生鐵及燃料(liao)帶入鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)。在(zai)(zai)固態下(xia)，硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)在(zai)(zai)鐵中(zhong)的(de)(de)(de)(de)溶(rong)解(jie)度極小，而是(shi)以FeS的(de)(de)(de)(de)形(xing)態存在(zai)(zai)于(yu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)。由于(yu)FeS的(de)(de)(de)(de)塑性差，使(shi)(shi)含硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)較(jiao)多(duo)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)脆性較(jiao)大。更(geng)嚴(yan)重的(de)(de)(de)(de)是(shi)，FeS與Fe可(ke)形(xing)成(cheng)(cheng)低熔點(dian)（985℃）的(de)(de)(de)(de)共晶(jing)(jing)體(ti)，分布在(zai)(zai)奧氏體(ti)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)上。當鋼(gang)(gang)(gang)(gang)加熱(re)到約1200℃進行熱(re)壓力加工(gong)(gong)時，晶(jing)(jing)界(jie)上的(de)(de)(de)(de)共晶(jing)(jing)體(ti)已溶(rong)化，晶(jing)(jing)粒間結合(he)被破(po)壞，使(shi)(shi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)材在(zai)(zai)加工(gong)(gong)過程中(zhong)沿晶(jing)(jing)界(jie)開裂，這(zhe)種現象稱(cheng)為熱(re)脆性。為了消除(chu)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)有(you)害作(zuo)用(yong)，必須增加鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)含錳(meng)(meng)量。錳(meng)(meng)與硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)優先形(xing)成(cheng)(cheng)高(gao)熔點(dian)（1620℃）的(de)(de)(de)(de)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)化錳(meng)(meng)，并呈粒狀分布在(zai)(zai)晶(jing)(jing)粒內，它(ta)在(zai)(zai)高(gao)溫下(xia)具(ju)有(you)一定塑造性，從而避(bi)免了熱(re)脆性。硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)化物是(shi)非金屬夾雜(za)物，會降低鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)機械性能，并在(zai)(zai)軋制(zhi)過程中(zhong)形(xing)成(cheng)(cheng)熱(re)加工(gong)(gong)纖維組織。因此(ci)，通常情況下(xia)，硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)是(shi)有(you)害的(de)(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)。在(zai)(zai)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)要嚴(yan)格限(xian)制(zhi)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)含量。但含硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)量較(jiao)多(duo)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，可(ke)形(xing)成(cheng)(cheng)較(jiao)多(duo)的(de)(de)(de)(de)MnS，在(zai)(zai)切(qie)(qie)削加工(gong)(gong)中(zhong)，MnS能起斷屑(xie)作(zuo)用(yong)，可(ke)改善鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)切(qie)(qie)削加工(gong)(gong)性，這(zhe)是(shi)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)有(you)利的(de)(de)(de)(de)一面。

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