各种元素对钢材性能的影响 (2)

1、.1，碳(c):钢的碳含量增加，屈服点和抗拉强度增加，但塑料和冲击性减少，碳量超过0.23%会降低钢的焊接性能，因此用于焊接的低合金结构钢的碳量一般不超过0.20%。碳量高，钢的大气腐蚀性降低，高碳钢在露天码处容易腐蚀。碳还可以提高钢的冷脆性和老化敏感性。2，硅(Si):由于在炼钢过程中添加硅作为还原剂和脱氧剂，因此稳定钢中含有0.15-0.30%的硅。如果钢中含有0.50-0.60%以上的硅，即使硅是合金元素。硅大大提高了钢的弹性极限、屈服点和抗拉强度，被广泛用作弹簧钢。在调质结构钢中添加1.0-1.2%的硅，强度提高15-20%。硅与钼、钨、铬等相结合，具有提高耐蚀性和抗氧化能力的效果，可

2、以制作耐热钢。含硅量为1-4%的低碳钢在电气行业制造硅钢片的导电率很高。硅量的增加会降低钢的焊接性能。3，锰(Mn):在炼钢过程中，锰是优秀的脱氧剂和脱硫剂，普通钢中含有0.30-0.50%的锰。向碳钢添加0.70%以上时，“锰钢”不仅具有比普通铁更强的韧性，强度和硬度更高，提高了钢的淬透性，提高了16Mn钢比A3屈服点高40%等钢的热加工性能。含锰的钢的11-14%对挖掘机铲斗、球磨机衬板等具有极高的耐磨性。锰量的增加削弱了钢的防腐能力，降低了焊接性能。4，磷(p):一般来说，磷是钢的有害元素，提高钢的冷脆性，降低焊接性能，降低塑性，降低冷弯特性。因此，一般而言，钢的磷含量必须低于0.045

3、%，优质钢必须更低。5，硫(s):硫磺是有害元素，即使在一般情况下也是如此。使钢容易热裂，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时产生裂纹。硫磺对焊接性能也不好，降低了耐蚀性。因此，通常硫含量必须低于0.055%，优质钢必须低于0.040%。在钢中添加0.08-0.20%的硫可提高可加工性，一般称为切削用。6，铬(Cr):在结构钢和工具钢中，铬可以显着提高强度、硬度和耐磨性，但降低了塑料和韧性。铬也能提高钢的抗氧化性和耐蚀性，因此是不锈钢、耐热钢的重要合金元素。7，镍(Ni):镍在提高钢强度的同时保持良好的塑性和韧性。镍具有高酸碱耐蚀性，高温下防锈性和耐热性。但是，镍是不足的资源，如果可能，必须用

4、其他合金元素代替镍铬钢。8，钼(Mo):钼使钢的晶粒细化，提高淬透性和热刚度，在高温下保持足够的强度和抗蠕变能力(长期高温下受应力，发生变形，称为蠕变)。在结构钢中添加钼可以提高机械特性。也可以抑制火灾引起的合金钢的脆性。工具钢可以提高红色。9，钛(Ti):钛是钢的强脱氧剂。能使钢的内部组织致密，晶粒力精细。降低老化灵敏度和冷脆性。提高焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中添加合适的钛，可以避免晶界腐蚀。10，钒(v):钒是钢的优秀脱氧剂。在钢中添加0.5%的钒，组织冲模进行细微调整，强度和韧性增加。钒和碳形成的碳化物可以在高温高压下提高氢腐蚀防护能力。11，钨(w):钨是熔点高、体积大、贵生的

5、合金元素。钨和碳形成碳化钨具有很高的硬度和耐磨性。在工具钢中添加钨可以大大提高红色和热强度、切削工具和锻造模具。12，铌(Nb):铌细化晶粒，降低钢的过热灵敏度和回火脆性，从而提高强度，但塑料和韧性有所下降。在普通低合金钢中添加铌可以提高大气腐蚀和高温下的氢、氮、氨腐蚀防护能力。铌可以提高焊接性能。在奥氏体不锈钢中添加铌可以防止晶间腐蚀。13，钴(Co):钴是稀有贵金属，主要用于特殊钢和合金，例如热钢和磁性材料。14，铜(Cu):武钢用Daye矿石精制的钢经常含有铜。铜能提高强度和韧性，尤其是大气腐蚀特性。缺点是热处理时容易发生热脆性，铜含量超过0.5%，塑料大幅减少。铜含量低于0.50%对焊

6、接性没有影响。15，铝(Al):铝是钢中常用的脱氧剂。在钢中加入少量铝，可以精细制作模具，提高深冲板材的08Al钢等冲击韧性。此外，铝与铬、硅一起具有抗氧化性和内部可食性，可以大大提高钢的高温无处理剂和高温腐蚀性。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削性能。16，硼(b):在钢中添加微量硼，可以提高钢的密度和热轧性能，提高强度。17、氮(N):氮可以提高钢的强度、低温韧性和焊接性，提高老化灵敏度。18，稀土(Xt):稀土元素指元素周期表中原子编号为57-71的15种镧元素。这些元素是金属，但它们的氧化物像“土”，通常称为稀土。在钢中添加稀土可以改变钢的夹杂物组成、形态、分布和特性，从而改

7、善了钢的各种特性，如韧性、焊接性、冷加工性。犁河中加入稀土可以提高耐磨性。钢的质量和性能根据需要确定，元素含量根据需要不同。(1)碳；碳含量越高，硬度越高，但可塑性和韧性越低。(2)硫；据悉，钢中含有的有害杂物，硫含量高的钢在高温下进行压力加工时容易破碎，往往容易热破。(3)磷；能显着降低钢的可塑性和韧性。尤其在低温下更为严重，这种现象称为冷脆性。在优质钢中，要严格控制硫和磷。但是另一方面，低碳钢中含有高硫和磷，有利于切割，提高钢的切削性。(4)锰；提高钢的强度，减弱，消除硫的不利影响，提高钢的淬透性，高合金钢(高锰钢)含锰量大，耐磨性和其他物理特性好。(5)硅；它可以提高钢的硬度，但塑料和韧

8、性下降，电工用钢含有一定量的硅，可以提高软磁特性。(6)钨；可以提高钢的红色和热刚度，提高钢的耐磨性。(7)铬；提高钢的淬透性和耐磨性，可以提高钢的防腐能力和抗氧化效果。(8)钒；可以精炼钢的晶粒组织，提高钢的强度、韧性和耐磨性。在高温下熔化奥氏体时，可以提高钢的淬透性。相反，如果碳化物形态存在，其淬透性就会下降。(9)钼；可以显着提高钢的淬透性和热刚度，防止回火脆性，提高残余磁力和校热力。(10)钛；可以精炼钢的晶粒组织，提高钢的强度和韧性。对于不锈钢，钛可以消除或减少钢的晶间腐蚀。(11)镍；可以提高钢材的强度和韧性，提高淬透性。含量高可以大大改变铁和合金的某些物理特性，提高钢的耐蚀性。(

9、12)硼；当钢含有微量硼(0.001-0.005%)时，可以加倍钢的淬透性。(13)铝；精炼钢的晶粒组织，抑制低碳钢的时效。低温下提高钢的韧性，也可以提高钢的抗氧化性，提高钢的耐磨性和疲劳强度等。(14)铜；其突出作用是提高普通低合金钢的大气防腐性能。尤其是与磷一起使用时更为明显。钢的化学成分及其对钢性能的影响除了主要化学成分铁(Fe)外，钢还含有少量碳(c)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(p)、硫(s)、氧(o)、氮(n)、氮1.碳。碳是决定钢性能的最重要因素。碳对钢性能的影响如图6-3所示。钢的碳含量低于0.8%时，碳含量增加会提高钢的强度和硬度，但塑料和韧性减少。但是，如果碳含量大于1.0

10、%，则随着碳含量的增加，钢的强度反而降低。随着碳含量的增加，钢的焊接性能除了主要化学成分铁(Fe)外，钢还含有少量碳(c)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(p)、硫(s)、氧(o)、氮(n)、氮1.碳。碳是决定钢性能的最重要因素。碳对钢性能的影响如图6-3所示。钢的碳含量低于0.8%时，碳含量增加会提高钢的强度和硬度，但塑料和韧性减少。但是，如果碳含量大于1.0%，则随着碳含量的增加，钢的强度反而降低。随着碳量的增加，钢的焊接性能下降(碳量大于0.3%的钢的焊接性明显降低)，冷脆性和老化敏感性增加，大气腐蚀性减少。图6-3碳含量对碳钢性能的影响拉伸强度；冲击韧性；延伸率；单面收缩率；HB经度一般工

11、程使用的碳钢都是低碳钢。也就是说碳量低于0.25%。碳含量低于0.52%的低合金钢。2.硅。硅作为脱氧剂存在于钢中，是钢的有益因素。硅含量低(低于1.0%)可以提高钢的强度，但对塑料和韧性没有太大影响。3.锰。锰在炼钢过程中用于脱氧和除硫，是存在于河流中的有益元素。锰具有较强的脱氧和除硫能力，可以去除或减轻氧和硫引起的热脆性，大大提高钢的热可加工性，同时提高钢的强度和硬度。锰是我国低合金结构钢的主要合金元素。4.磷。磷是钢的一个非常有害的元素。随着磷含量的增加，钢的强度、降伏比、硬度都增加了，但塑料和韧性明显减少。特别是温度越低，对塑性和韧性的影响就越大，钢铁的冷脆性就越大。磷也大大降低了钢的

12、焊接性。磷提高了钢的耐磨性和耐蚀性，可与低合金钢的其他元素一起用作合金元素。5.黄。硫磺是钢的一个非常有害的因素。硫的存在可以提高钢的热脆性，降低钢的各种机械特性，还可以降低钢的焊接性、冲击韧性、疲劳电阻和耐腐蚀性等。6.氧气。氧是钢的有害元素。氧含量增加，钢的强度提高，但塑性特别是韧性明显下降，焊接性恶化。氧的存在会引起钢的热脆性。7.氮。氮对钢性能的影响与碳、磷相似，氮含量增加可以提高钢的强度，塑性尤其显着降低韧性，焊缝性恶化，冷脆性恶化。氮是铝、铌、钒等元素的配合，可以减少其不利影响，提高钢的性能，并可用作低合金钢的合金元素。8.钛。钛是强力脱氧剂。钛可以大大提高强度，提高韧性、可焊性，

13、但可以稍微减少塑料。钛是常用的微量合金元素。9.钒。钒是弱脱氧剂。钒添加到钢中，减少碳和氮的不利影响，有效提高强度，但有时焊接硬化倾向也增加，钒也是常用的微量合金元素。钢铁产品特定等级根据钢铁产品牌号表示方法 GB221-2000规定，我国钢铁产品等级一般是由汉语拼音文字、国际化学元素符号、阿拉伯数字组合而成的。1碳素结构钢的特定等级Q195-Q195F、Q195b、Q195Q215-Q215AF、Q215Ab、q15a、Q215BF、Q215Bb、q15bQ235-Q235AF、Q235Ab、Q235A、Q235BF、Q235Bb、Q235B、Q235C、Q235DQ255-Q255A、Q2

14、55BQ755-q755对上述各等级，在供应工作中要正确识别和使用。2低合金高强度结构钢GB/T221-2000新等级显示方法将低合金高强度结构钢分为普通钢和特殊钢两类，新等级显示方法与GB/T1591-94 低合金高强度结构钢、GB700-88 碳素结构钢相同，是构成碳素结构钢等级和工程钢材的系列。低合金高强度结构钢根据脱酸方法分为镇静钢和特殊镇静钢，但等级中没有表示脱酸方法的符号。1)通用低合金高强度结构钢等级组成Q295-Q295A、Q295BQ345-Q345A，Q345B，Q345C，Q345D，Q345EQ390-Q390A，Q390B，Q390C，Q390D，Q390EQ420-

15、Q420A，Q420B，Q420C，Q420D，Q420EQ460-Q460C，Q460D，Q460E2)特殊低合金高强度结构钢等级特殊低合金高强度结构钢通常使用红宝石字“q”表示屈服点，屈服点值(MPa单位)，并在尾部添加产品用途特定的拼音首字母。例如：压力容器用钢等级表示为“q345r”。焊接气缸以钢等级显示为“q 295 HP”。锅炉用钢等级表示为“q390g”。桥以钢等级显示为“Q420q”等。3)优质碳素结构钢的基本等级如下：08F、10F、15F、08、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、754切削结构钢易加工的结构钢包括硫切割钢、硫磷切割钢、易添加铅的切割钢、易添加钙的切割钢，以及易添加硫碳和锰的切割钢等。等级用规定的符号和阿拉伯数字表示。从容易的汉语拼音首字母“y”出发，然后用两个阿拉伯数字表示碳含量满分。特定等级：Y12、Y12Pb、Y15、Y15Pb、Y20、Y30、Y35、Y40Mn、Y45Ca共9个等级。5合金结构钢等级用钢的碳含量、所含合金元素的种类和数量表示。这种表达(编)方法从等级中直接可以看到钢的近似化学成分和质量等级，比较直观、简洁。特定等级如下：20Mn2、30Mn2、35Mn2、40Mn2、45Mn