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常用金屬材料基礎知識
        2)磷
        磷是由礦石帶入鋼中的,一般說磷也是有害元素。磷雖能使鋼材的強度、硬度增高,但引起塑性、沖擊韌性顯著降低。特別是在低溫時,它使鋼材顯著變脆,這種現象稱"冷脆"。 冷脆使鋼材的冷加工及焊接性變壞,含磷愈高,冷脆性愈大,故鋼中對含磷量控制較嚴。高級優質鋼: P<0.025%;優質鋼: P<0.04%;普通鋼: P<0.085%。
        3)錳
        錳是煉鋼時作為脫氧劑加入鋼中的。由于錳可以與硫形成高熔點(1600℃)的 MnS,一定程度上消除了硫的有害作用。錳具有很好的脫氧能力,能夠與鋼中的FeO成為MnO進入爐渣,從而改善鋼的品質,特別是降低鋼的脆性,提高鋼的強度和硬度。因此,錳在鋼中是一種有益元素。一般認為,鋼中含錳量在0.5%~0.8%以下時,把錳看成是常存雜質。技術條件中規定,優質碳素結構鋼中,正常含錳量是0.5%~0.8%;而較高含錳量的結構鋼中,其量可達0.7%~1.2%。
        4)硅
        硅也是煉鋼時作為脫氧劑而加入鋼中的元素。硅與鋼水中的FeO能結成密度較小的硅酸鹽爐渣而被除去,因此硅是一種有益的元素。硅在鋼中溶于鐵素體內使鋼的強度、硬度增加,塑性、韌性降低。鎮靜鋼中的含硅量通常在0.1%~0.37%,沸騰鋼中只含有0.03%~0.07%。由于鋼中硅含量一般不超過0.5%,對鋼性能影響不大。
        5)氧
        氧在鋼中是有害元素。它是在煉鋼過程中自然進入鋼中的,盡管在煉鋼末期要加入錳、硅、鐵和鋁進行脫氧,但不可能除盡。氧在鋼中以FeO、MnO、SiO2、Al2O3等夾雜形式,使鋼的強度、塑性降低。尤其是對疲勞強度、沖擊韌性等有嚴重影響。
        6)氮
        鐵素體溶解氮的能力很低。當鋼中溶有過飽和的氮,在放置較長一段時間后或隨后在200~300℃加熱就會發生氮以氮化物形式的析出,并使鋼的硬度、強度提高,塑性下降,發生時效。鋼液中加入Al、Ti或V進行固氮處理,使氮固定在AlN、TiN或VN中,可消除時效傾向。
        7)氫
        鋼中溶有氫會引起鋼的氫脆、白點等缺陷。白點常在軋制的厚板、大鍛件中發現,在縱斷面中可看到圓形或橢圓形的白色斑點;在橫斷面上則是細長的發絲狀裂紋。鍛件中有了白點,使用時會發生突然斷裂,造成不測事故。因此,化工容器用鋼,不允許有白點存在。 氫產生白點冷裂的主要原因是因為高溫奧氏體冷至較低溫時,氫在鋼中的溶解度急劇降低。當冷卻較快時,氫原子來不及擴散到鋼的表面而逸出,就在鋼中的一些缺陷處由原子狀態的氫變成分子狀態的氫。氫分子在不能擴散的條件下在局部地區產生很大壓力,這壓力超過了鋼的強度極限而在該處形成裂紋,即白點。
        2.1.2為了合金化而加入的合金元素,最常用的有硅、錳、鉻、鎳、鉬、鎢、釩,鈦,鈮、硼、鋁等?,F分別說明它們在鋼中的作用。
        1)硅
        ①提高鋼中固溶體的強度和冷加工硬化程度使鋼的韌性和塑性降低;
        ②硅能顯著地提高鋼的彈性極限、屈服極限和屈強比;
        ③耐腐蝕性。硅的質量分數為15%一20%的高硅鑄鐵,是很好的耐酸材料。含有硅的鋼在氧化氣氛中加熱時,表面也將形成一層SiO2薄膜,從而提高鋼在高溫時的抗氧化性。
        缺點:使鋼的焊接性能惡化。
        2)錳
        ①錳能提高鋼的淬透性。
        ②錳對提高低碳和中碳珠光體鋼的強度有顯著的作用。
        ③錳對鋼的高溫瞬時強度有所提高。
        缺點:
        ①含錳較高時,有較明顯的回火脆性現象;
        ②錳有促進晶粒長大的作用,因此錳鋼對過熱較敏感t在熱處理工藝上必須注意。這種缺點可用加入細化晶粒元素如鉬、釩、鈦等來克服:
        ③當錳的質量分數超過1%時,會使鋼的焊接性能變壞,
        ④錳會使鋼的耐銹蝕性能降低。
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