鋼中的合金元素與雜質(zhì)元素

1、鋼中的合金元素與雜質(zhì)元素碳(C)、硅(Si)、錳(Mn)、磷(P)、硫(S)通常被稱為鋼鐵材料的五大元素C, Si, Mn對鋼鐵材料是有益的，稱為 合金元素；P和S則是有害元素，稱為雜質(zhì)元素；N、H、O等元素的影響。錳的影響錳在鋼中的存在也屬于有益元素，它與氧有較強(qiáng)的親合力， 具有較好的脫氧能力，在煉鋼時作為脫氧劑加入。另外錳與硫的親合力很強(qiáng)，在鋼液中與硫形成MnS，起到去 硫作用，大大的消除了硫的有害影響。鋼中的含錳量一般為025080%，它一部分溶入鐵素體起 到固溶強(qiáng)化作用，提高鐵素體的強(qiáng)度，錳還可溶入滲碳體形成合 金滲碳體(Fe，Mn)3C，使鋼具有較高的強(qiáng)度；另一部分錳與硫形成MnS，

2、與氧形成MnO，這些非金屬夾 雜物大部分進(jìn)入爐渣?？诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诠璧挠绊懝柙阡撝械拇嬖趯儆谟幸嬖?，由于它與氧有很大的親合力， 具有很好地脫氧能力。在煉鋼時作為脫氧劑加入，Si + 2FeO=2Fe+SiO2，硅與氧化鐵反應(yīng)生成二氧化硅(SiO2)非金屬夾雜物，一般大部分進(jìn)入爐渣，消除了 FeO的有害作用。 但如果它以夾雜物形式存在于鋼中，將影響鋼的性能。碳鋼中的含硅量一般Si% W 0.4%，它大部分溶入鐵素體，起 固溶強(qiáng)化作用，提高鐵素體的強(qiáng)度，而使鋼具有較高的強(qiáng)度。 口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口硫的影響硫在鋼中是有害的雜質(zhì)。液

3、態(tài)時Fe、S能夠互溶，固態(tài)時Fe幾乎不溶解硫，而與硫 形成熔點為1190C的化合物FeS。形成的共晶體(y -Fe+FeS )以離異共晶形式分布在Y -Fe晶界處。若將含有硫化鐵共晶體的鋼加熱到軋制、鍛造溫度時，共晶 體熔化，進(jìn)行軋制或鍛造時，鋼將沿晶界開裂，這種現(xiàn)象稱為鋼的“熱脆”或“紅脆”。(%)口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口(4)磷的影響磷在鋼中的存在一般屬于有害元素。在1049C時，磷在Fe中的最大溶解度可達(dá)2.55%，在室溫時溶解度仍在1%左右，因此磷具有較高的固溶強(qiáng)化作用，使鋼 的強(qiáng)度、硬度顯著提高，但也使鋼的塑性，韌性劇烈降低，特別 是使鋼的脆性轉(zhuǎn)折溫度急劇

4、升高，這種現(xiàn)象稱為冷脆?？诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳诳?5 )氮的影響氮在鋼中的存在一般認(rèn)為是有害元素。N在y中的最大溶解度在650 C為2.8%N，在a中的最大溶 解度在590 C約為01%N,而在室溫時的溶解度很小低于 0.001%N，因此將鋼由高溫快速冷卻后，可得到溶氮過飽和的鐵 素體。這種溶氮過飽和的鐵素體是不穩(wěn)定的，在室溫長時間放置時N將以Fe4N的形式析出，使鋼的強(qiáng)度、硬度升高，塑性、韌 性降低，這種現(xiàn)象稱為時效硬化為了減輕氮的有害作用，就必須減少鋼中的含氮量或加入Al、V、Nb、Ti等元素，使它們優(yōu)先形成穩(wěn)定的氮化物，以減小氮所 造成的時效敏感性。口口口口口

5、口口口口口口口口口（6）氫的影響氫在鋼中的存在也是有害元素，它是由潮濕的煉鋼原料和爐 氣而進(jìn)入鋼中的。氫在鋼中的溶解度甚微，但嚴(yán)重的影響鋼的性能，氫溶入鐵 中形成間隙固溶體，使鋼的塑性大大降低，脆性大大升高，這種 現(xiàn)象稱為氫脆。含有較多氫的鋼，在加熱熱軋時溶入，冷卻時溶解度降低， 析出的氫結(jié)合成氫分子，使鋼的塑性大大降低，脆性大大升高， 加上熱軋時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)它們的綜合作用力大于鋼的時，在 鋼中就會產(chǎn)生許多微細(xì)裂紋如頭發(fā)絲一樣，也稱發(fā)裂，這種組織 缺陷稱為白點。口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口（7）氧的影響氧在鋼中的存在也是有害元素，由于煉鋼是一個氧化過程， 氧在鋼液中起到去除雜質(zhì)的積極作用，但在隨后的脫氧過程中不能完全將它除凈，氧在鋼中的溶解度很小，在700C時為0.008%,在500 C時在鐵素體中的溶解度0.001%。氧溶入鐵素體一般降低鋼的強(qiáng)度、塑性和韌性，氧在鋼