Question

简述钢材的主要化学成分对钢材性能的影响。

Answer 1

【答案】：(1)碳。随着含C量的增加，钢的伸长率、断面收缩率和冲击韧性逐渐下降，但硬度增大；抗拉强度则在含C量小于0.8%时随着含C量增加而逐渐提高，含C量大于0.8%时则逐渐下降。此外C含量增加，将使钢的冷弯性能、焊接性能和抗腐蚀性能下降。
(2)硅。硅使钢的硬度和强度提高，当含量超过1.0%时，钢的塑性和冲击韧性显著降低，冷脆性增加，焊接性能变差。
(3)锰。起脱氧去硫作用，能消除钢的热脆性，改善热加工性。锰的合金铁素体和合金渗碳体能提高钢的屈服强度和抗拉强度。锰的副作用是使钢的伸长率略有下降，当锰的含量较高时，还会显著降低可焊性，高锰钢(含量高达11%～14%)具有很高的耐磨性，可用来制造铁路道岔、坦克履带及挖掘机铲齿等。
(4)磷。使钢的屈服强度和抗拉强度提高，但塑性降低、韧性显著下降。磷的存在会带来钢的冷脆性(韧性随着温度下降而急剧恶化的现象)，这对于承受冲击荷载或低温下使用的钢材是有害的。含磷还会使钢的冷弯性能急剧下降，可焊性变差。但磷在钢中能提高钢材在大气作用下的耐腐蚀性。
(5)硫。硫可引发热脆现象，降低了钢的冲击韧性、疲劳强度、可焊性和抗腐蚀性。硫为钢的有害成分，含量要严格控制。
(6)氧。使钢材的强度下降，热脆性增加，冷弯性能变差，并使钢的热加工性能和焊接性能下降。氧也是钢中的有害杂质。
(7)氮。可提高钢的屈服强度、抗拉强度和硬度，但会使钢材的塑性和冲击韧性显著下降，也会增大冷脆性、热脆性和时效敏感性，并使钢的焊接性能和冷弯性能变差。因此应尽量减少钢中氮的含量。
(8)钛。是强脱氧剂。钛能显著提高强度，改善韧性、可焊性，但稍降低塑性。钛是常用的微量合金元素。
(9)钒。是弱脱氧剂。钒加入钢中可减弱碳和氮的不利影响，有效地提高强度，但有时也会增加焊接淬硬倾向。钒也是常用的微量合金元素。