鋼材的化學(xué)性能

鋼材的化學(xué)性能《土木工程材料試驗(yàn)與檢測》課程學(xué)習(xí)情境：建筑鋼材教學(xué)準(zhǔn)備鋼材化學(xué)性能鋼是以鐵為主要元素、含碳量一般在2%以下，并含有其他元素的材料。教學(xué)準(zhǔn)備鋼材化學(xué)性能目前在鋼材中常用的合金元素有：有益合金元素：鉻(Cr)，錳(Mn)，鎳(Ni)，硅(Si)，鋁（Al），釩(V)，鈦(Ti)和稀土元素(Re)等。有害元素：磷（P），硫（S）,氮（N），氧（O）,氫（H）等。碳有益元素有害元素鋼材的化學(xué)性能1、碳——決定鋼材性能的主要元素

隨著含碳量的增加，鋼的強(qiáng)度和硬度提高，塑性和韌性下降。但當(dāng)含碳量大于1.0%時，由于鋼材變脆，強(qiáng)度反而下降。鋼材的化學(xué)性能碳有益元素有害元素2.有益合金元素鉻（Cr）：在結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼中，鉻能顯著提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但同時降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，因而是不銹鋼，耐熱鋼的重要合金元素。

鋼材的化學(xué)性能碳有益元素有害元素有益合金元素錳（Mn）：在煉鋼過程中，錳是良好的脫氧劑和脫硫劑，一般鋼中含錳0.30－0.50%。較一般鋼量的鋼不但有足夠的韌性，且有較高的強(qiáng)度和硬度，提高鋼的淬性，改善鋼的熱加工性能鋼材的化學(xué)性能碳有益元素有害元素有益合金元素鎳(Ni)：鎳能提高鋼的強(qiáng)度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。

鋼材的化學(xué)性能碳有益元素有害元素有益合金元素硅（Si）：在煉鋼過程中加硅作為還原劑和脫氧劑，硅能顯著提高鋼的彈性極限，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，但硅量增加，會降低鋼的焊接性能。

鋼材的化學(xué)性能碳有益元素有害元素有益合金元素鋁(Al)：鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁，可細(xì)化晶粒，提高沖擊韌性，鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能。鋁的缺點(diǎn)是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。

鋼材的化學(xué)性能碳有益元素有害元素3.有害元素磷（P）：在一般情況下，磷是鋼中有害元素，增加鋼的冷脆性，使焊接性能變壞，降低塑性，使冷彎性能變壞。鋼材的化學(xué)性能碳有益元素有害元素有害元素硫（S）：硫使鋼產(chǎn)生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時造成裂紋。硫?qū)附有阅芤膊焕?，降低耐腐蝕性。但在鋼中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常稱易切削鋼。鋼材的化學(xué)性能碳有益元素有害元素有害元素氮(N):氮雖能提高鋼的強(qiáng)度，但會使鋼材的塑性特別韌性顯著下降，氮還會加劇鋼材的時效敏感性和冷脆性，使可焊性變差。

鋼材的化學(xué)性能碳有益元素有害元素有害元素氧（O）：氧在鋼材中大都以氧化物的形式存在，使鋼材的強(qiáng)度、塑性和韌性下降。氧的存在還使鋼材的熱塑性增加，焊接性能變差。鋼材的化學(xué)性能碳有益元素有害元素有害元素氫（H）：氫以原子的狀態(tài)溶于鋼材中，會產(chǎn)生圓圈狀的斷裂面，即白點(diǎn)使鋼材性能變差。有白點(diǎn)的鋼材一般不能用于結(jié)構(gòu)工程。鋼材的化學(xué)性能碳有益元素有害元素小結(jié)化學(xué)元素（↑）強(qiáng)度硬度塑性韌性可焊性其他碳（C）<1%↑↑↓↓↓冷脆性↑硅（Si）>1%↓↓↓↓冷脆性↑錳（Mn）↑↑↑脫氧、硫劑鈦（Ti）↑↑↓↑強(qiáng)脫氧劑釩（V)

↑時效↓磷（P）↑