杂质元素对45号钢性能韧性影响

杂质元素对45号钢性能韧性影响

1、Mn的影响

钢中常在杂质有：Si、Mn、S、P和氧、氢、氮等气体。

Mn是炼钢时用锰铁给钢液脱氧后而残余在钢中的元素。

锰有较强的脱氧能力，锰大部分溶于F，使钢强化，锰对钢有益。

锰能降低S对钢的危害。

一般碳素钢中把锰控制在0.25%~0.8%范围内。

 

2、Si的影响

Si主要来自原料生铁和硅铁脱氧剂。

Si比锰脱氧能力强，硅溶于F，提高钢的强度和硬度，但会使塑性和韧性降低。

硅促进Fe3C分解成石墨，若钢中出现石墨会使钢的韧性严重下降，产生所谓的“黑脆”。

硅在碳素钢中一般控制在0.17~0.37%范围内

 

3、S的影响

S可使钢的“热脆”性增加。（S不溶于α-Fe，而以化合物FeS的形式存在，其熔点为1190℃，而FeS又能于Fe形成共晶体分布于晶界上，其熔点仅为985℃。）

S对钢的焊接性能也有不良影响，容易导致焊缝热裂。所以，S在钢中是有害杂质，其含量一般要求不大于0.05%。但是，S能改善钢材的切削性能。

 

4、P的影响

P会引起钢的“冷脆”。（P在钢中全部溶于α-Fe中，使钢的强度和硬度增高，同时，塑性和韧性显著降低。当钢中含P量达0.3%时，钢完全变脆，这种脆性现象在低温时更为严重。）

P还降低钢的焊接性能。所以，P在钢中是有害杂质，其含量一般要求不大于0.045%。但是，P能改善钢材的切削性能和耐腐蚀性能。

 

5、气体的影响

氧会降低钢的力学性能，尤其是疲劳强度。对钢无益，越少越好。

N会以氮化物的形式析出，增加钢的强度和硬度，但会降低钢的塑性和韧性，使钢变脆。

H会使钢的脆性显著增加，称为“氢脆”。

H会使钢中产生裂纹，称为“白点”。
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