鋼中化學(xué)成分對(duì)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(xué)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(jí)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(gòu)鋼：用于制造機(jī)械零件和工程結(jié)構(gòu)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(xué)性能的鋼，多為合金鋼。

2、力學(xué)性能指標(biāo)介紹一、機(jī)械性能（一）強(qiáng)度指標(biāo) 1、屈服強(qiáng)度（屈服點(diǎn)）：材料發(fā)生屈服現(xiàn)象時(shí)的載荷除以試樣拉伸前橫截面積所得的應(yīng)力稱為屈服強(qiáng)度，又稱屈服點(diǎn)，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(yàn)過程中，沒有明顯的屈服現(xiàn)象發(fā)生，為測(cè)定這類材料的屈服強(qiáng)度，工程技術(shù)上規(guī)定，試樣標(biāo)距部分產(chǎn)生塑性變形量為試樣原標(biāo)距長(zhǎng)度的0.2%時(shí)的載荷除以試樣拉伸前橫截面所得的應(yīng)力作為該材料的條件屈服強(qiáng)度，用符號(hào)Rm0.2（0.2）表示。2、抗拉強(qiáng)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(yīng)力稱為抗拉強(qiáng)度，用符號(hào)Rm（b）表示。（二）塑性指標(biāo)1、延伸率：試樣拉斷后標(biāo)

3、距長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)量與原標(biāo)距長(zhǎng)度之比值的百分率，用符號(hào)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(hào)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(shù)上常用一次擺錘沖擊試驗(yàn)來(lái)測(cè)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(duì)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(qiáng)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(qiáng)度提高減緩，以致于隨含C量增加而降低。含C量增加時(shí)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(dá)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(jié)合形成MnS，從而在相當(dāng)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(duì)碳鋼的力學(xué)性能有良好影響，它能提高鋼材的硬度

5、、強(qiáng)度和耐磨性，在Mn含量不高時(shí)，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(qiáng)度增加7.8-12.7兆牛/米2，使屈服點(diǎn)提高7.8-9.8兆牛/米2，伸長(zhǎng)率減小0.4%。3、Si是一種脫氧劑，脫氧作用比Mn還強(qiáng)，在鋼中的含量0.50%。Si能增大鋼液的流動(dòng)性，碳鋼中每增加0.1%的Si，可使熱軋鋼材的抗拉強(qiáng)度提高約7.8-8.8兆牛/米2，屈服點(diǎn)提高約3.9-4.9兆牛/米2，伸長(zhǎng)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(shí)，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(duì)鋼絲拉拔

6、是有害的。4、S一般來(lái)說，S是有害元素，它主要來(lái)自生鐵原料、煉鋼時(shí)加入的礦石和燃料產(chǎn)物中的SO2，煉鋼時(shí)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(shí)開裂，即產(chǎn)生熱脆，造成熱脆的原因是由于S的嚴(yán)重偏析。通過加入Mn來(lái)避免鋼中形成FeS，以防止熱脆，Mn比Fe對(duì)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(duì)鋼的力學(xué)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(shí)鋼材力學(xué)性能的方向性增大，鋼的熱加工性能變壞。S對(duì)鋼的焊接性能有不良影響，容易導(dǎo)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(xì)而強(qiáng)度要求不十分嚴(yán)格的零件時(shí)，可采用含S高的易切削鋼。5、P一般說來(lái)，P是有害雜質(zhì)元素，它來(lái)自于礦石和生鐵等煉鋼原料，煉鋼時(shí)難以除盡。P能提高鋼的強(qiáng)度、硬度，但使范性、韌性降低，這種脆性現(xiàn)象在低溫時(shí)更為嚴(yán)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(dāng)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(duì)鋼力學(xué)性能的影響夾雜對(duì)力學(xué)性能的影響實(shí)

8、質(zhì)上也就是氧化物夾雜對(duì)力學(xué)性能的影響，總的來(lái)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(lái)自于爐料，也來(lái)自于爐氣中。N引起碳鋼的淬火時(shí)效和形變時(shí)效，從而對(duì)碳鋼的性能產(chǎn)生影響。由于N的時(shí)效作用，鋼的硬度、強(qiáng)度升高，范性和韌性降低，對(duì)于普通低合金鋼來(lái)說，時(shí)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(jié)合外，還有有相當(dāng)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(jié)合形成AlN，減弱或完全消除在較低溫度發(fā)生的時(shí)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