钢中的主要有害元素有哪些?它们造成危害的原因是什么
钢中的主要有害元素有:硫、磷、氮、氧。
硫多数以FeS的形式存在于钢中,它是一种强度较低和性质较脆的夹杂物,受力时容易中,降低钢的强度和疲劳强度,同时硫对热加工和焊接很不利,且偏析严重。
磷多数溶于铁素体中形成固溶体,磷虽能提高钢的强度和耐腐蚀性能,但显著提高了脆性转变温度,增大了钢的冷脆性,并降低可焊性,且偏析严重。
氮也溶入素体中形成固溶体,能提高钢的强度和硬度,但显著降低了钢的塑性和韧性,增大钢的敏感性和冷脆性。
氧多数以FeO形式存在于非金属夹杂物中,它是一种硬脆的物质,会使钢的塑性、韧性和疲劳强度显著降低,并增大时效敏感性。
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钢的化学成分可以有很大变化,只含碳元素的钢称为碳素钢(碳钢)或普通钢;在实际生产中,钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素,比如:锰、镍、钒等等。人类对钢的应用和研究历史相当悠久,但是直到19世纪贝氏炼钢法发明之前,钢的制取都是一项高成本低效率的工作。
钢液不是纯金属,而是以Fe为基的含有一定量C、Si、Mn及其他一些元素的多元合金。因此,它的结晶过程不是在某一固定的温度(熔点)进行,而是在一定的温度范围内完成的。在平衡结晶条件下,钢液温度降至其液相线温度(tL)时开始出现晶体,而达到固相线温度(ts)时结晶方告结束。
此液相线和固相线间的温度区间,即tL-ts=Δtc。便称为该合金的结晶温度范围。某一钢种的结晶温度范围主要取决于所含元素的性质及其含量,并可由铁与相应元素的二元或三元相图来确定。各元素对结晶温度范围的影响可近似地看成可加和的。即某一具体钢种的结晶温度范围。
硫多数以FeS的形式存在于钢中,它是一种强度较低和性质较脆的夹杂物,受力时容易中,降低钢的强度和疲劳强度,同时硫对热加工和焊接很不利,且偏析严重;
磷多数溶于铁素体中形成固溶体,磷虽能提高钢的强度和耐腐蚀性能,但显著提高了脆性转变温度,增大了钢的冷脆性,并降低可焊性,且偏析严重;
氮也溶入素体中形成固溶体,能提高钢的强度和硬度,但显著降低了钢的塑性和韧性,增大钢的敏感性和冷脆性;
氧多数以FeO形式存在于非金属夹杂物中,它是一种硬脆的物质,会使钢的塑性、韧性和疲劳强度显著降低,并增大时效敏感性。