生鐵中除鐵外
碳(C):在生鐵中以?xún)煞N形態(tài)存在,一種是游離碳(石墨)
,主要存在于鑄造生鐵中,另一種是化合碳(碳化鐵),主要存在于煉鋼生鐵中,碳化鐵硬而脆,塑性低,含量適當(dāng)可提高生鐵的強(qiáng)度和硬度,含量過(guò)多,則使生鐵難于削切加工,這就是煉鋼生鐵切削性能差的原因。石墨很軟,強(qiáng)度低,它的存在能增加生鐵的鑄造性能。硅(SI):能促使生鐵中所含的碳分離為石墨狀,能去氧
,還能減少鑄件的氣眼,能提高熔化生鐵的流動(dòng)性,降低鑄件的收縮量,但含硅過(guò)多,也會(huì)使生鐵變硬變脆。錳(MN):能溶于鐵素體和滲碳體
。在高爐煉制生鐵時(shí),含錳量適當(dāng),可提高生鐵的鑄造性能和削切性能,在高爐里錳還可以和有害雜質(zhì)硫形成硫化錳,進(jìn)入爐渣。磷(P):屬于有害元素
,但磷可使鐵水的流動(dòng)性增加,這是因?yàn)榱驕p低了生鐵熔點(diǎn),所以在有的制品內(nèi)往往含磷量較高。然而磷的存在又使鐵增加硬脆性,優(yōu)良的生鐵含磷量應(yīng)少,有時(shí)為了要增加流動(dòng)性,含磷量可達(dá)1.2%。硫(S):在生鐵中是有害元素
鋼
元素在鋼中的作用
常存雜質(zhì)元素對(duì)鋼材性能的影響
鋼除含碳以外
1)硫
硫來(lái)源于煉鋼的礦石與燃料焦炭
。它是鋼中的一種有害元素。硫以硫化鐵(FES)的形態(tài)存在于鋼中,F(xiàn)ES和FE形成低熔點(diǎn)(985℃)化合物。而鋼材的熱加工溫度一般在1150~1200℃以上,所以當(dāng)鋼材熱加工時(shí),由于 FES化合物的過(guò)早熔化而導(dǎo)致工件開(kāi)裂,這種現(xiàn)象稱(chēng)為“熱脆”。含硫量愈高,熱脆現(xiàn)象愈嚴(yán)重,故需對(duì)鋼中含硫量進(jìn)行控制。優(yōu)良鋼:S<0.02%~0.03%;優(yōu)良鋼:S<0.03%~0.045%;普通鋼:S<0.055%~0.7%以下。2)磷
磷是由礦石帶入鋼中的
,一般說(shuō)磷也是有害元素。磷雖能使鋼材的強(qiáng)度、硬度變高3)錳
錳是煉鋼時(shí)作為脫氧劑加入鋼中的
4)硅
硅也是煉鋼時(shí)作為脫氧劑而加入鋼中的元素
5)氧
氧在鋼中是有害元素
第4章:常用金屬材料中各種化學(xué)成分對(duì)性能的影響2
6)氮鐵素體溶解氮的能力很低
7)氫
鋼中溶有氫會(huì)引起鋼的氫脆
合
金
合金鋼中元素的作用
為了合金化而加入的合金元素,較常用的有硅
1)硅
①提高鋼中固溶體的強(qiáng)度和冷加工硬化程度使鋼的韌性和塑性降低
?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">、诠枘茱@著地提高鋼的彈性級(jí)限、屈服級(jí)限和屈強(qiáng)比
?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">、勰透g性。硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%一20%的高硅鑄鐵
,是很好的耐酸材料。含有硅的鋼在氧化氣氛中加熱時(shí),表面也將形成一層SIO2薄膜。缺點(diǎn):使鋼的連接性能惡化
。2)錳
①錳能提高鋼的淬透性
。?div id="4qifd00" class="flower right">
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缺點(diǎn):
①含錳較高時(shí)
,有較明顯的回火脆性現(xiàn)象;②錳有促使晶粒長(zhǎng)大的作用
,因此錳鋼對(duì)過(guò)熱較敏感T在熱處理工藝上需注意。這種缺點(diǎn)可用加入細(xì)化晶粒元素如鉬?div id="m50uktp" class="box-center"> 、郛?dāng)錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)1%時(shí),會(huì)使鋼的連接性能變壞
3)鉻在鋼中的作用
?div id="m50uktp" class="box-center"> 、巽t可提高鋼的強(qiáng)度和硬度
②鉻可提高鋼的高溫機(jī)械性能
?div id="m50uktp" class="box-center"> 、凼逛摼哂辛己玫目垢g性
④阻止石墨化
?div id="m50uktp" class="box-center"> 、萏岣叽阃感?div id="m50uktp" class="box-center"> 。
缺點(diǎn):
①是顯著提高鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度
?div id="m50uktp" class="box-center"> 、阢t能促鋼的回火脆性
4)鎳在鋼中的作用
①可提高鋼的強(qiáng)度而不顯著降低其韌性
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5)鉬在鋼中的作用
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缺點(diǎn):
鉬的主要不良作用是它能使低合金鉬鋼發(fā)生石墨化的傾向。
6)鎢在鋼中的作用
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7)釩在鋼中的作用
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8)鈦在鋼中的作用
①鈦能改變鋼的熱強(qiáng)性
,提高鋼的抗蠕變性能及高溫長(zhǎng)久強(qiáng)度;②并能提高鋼在高溫高壓氫氣中的穩(wěn)定性
。使鋼在高壓下對(duì)氫的穩(wěn)定性高達(dá)600℃以上,在珠光體低合金鋼中,鈦可阻止鉬鋼在高溫下的石墨化現(xiàn)象9)鈮在鋼中的作用
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10)硼在鋼中的作用
;①提高鋼的淬透性
。?div id="d48novz" class="flower left">
11)鋁在鋼中的作用
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缺點(diǎn):
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