鋼中元素的作用

1、鋼中元素的作用工業(yè)純鐵的塑性很好，但強(qiáng)度很低，一般不能滿(mǎn)足實(shí)際需要。通常加入Si、Mn等合金鋼元素改善鋼材性能，以滿(mǎn)足實(shí)際要求。另外，鋼材在冶煉的過(guò)程中不可避免的含有C，S，P等雜質(zhì)元素。它們的存在，對(duì)鋼材的性能也有很大影響。1對(duì)鋼材力學(xué)性能的影響1.1雜質(zhì)的影響1.1.1碳的影響碳與鐵可以形成一系列化合物：Fe3C，F(xiàn)e2C，F(xiàn)eC等。碳能提高鋼材的強(qiáng)度和硬度，但會(huì)降低鋼材的塑性。碳含量增加0.1%，鋼材的抗拉強(qiáng)度可提高70MPa，屈

2、服點(diǎn)提高28MPa。含碳量大于6.67%的合金脆性大，不具有實(shí)際使用價(jià)值。海洋工程用鋼根據(jù)碳的含量一般可分為三類(lèi)（Section8APIRP2AWSD1994）：①普通鋼。含碳量小于或等于0.4%。最小屈服應(yīng)力為280MPA。②高強(qiáng)度鋼。碳含量為0.45%或更高。屈服應(yīng)力在280MPA和360MPA之間。③對(duì)于屈服應(yīng)力大于360MPA的超高強(qiáng)度鋼要限制使用。1.1.2硫的影響硫通常以FeS的形式存在于鋼材中。FeS塑性差，熔點(diǎn)低。鋼水結(jié)

3、晶時(shí)FeS分布于晶界周?chē)?。?000C~12000C時(shí)，軋制或鑄造會(huì)導(dǎo)致晶界開(kāi)裂，此現(xiàn)象即通常所說(shuō)的鋼的熱脆現(xiàn)象。若鋼材中有Mn，則可形成高熔點(diǎn)的MnS（16000C）。鋼水在結(jié)晶時(shí)，MnS呈顆粒分布于晶內(nèi)，這樣就可以大大降低硫的危害。作為有害雜質(zhì)，鋼材中的硫含量通常限制在≤0.04%。1.1.3磷的影響鋼材中的磷能全部溶于中，使其在室溫下的強(qiáng)度升高，塑性降低，產(chǎn)生冷脆現(xiàn)象。除上述有害方面外，磷對(duì)鋼材有很高的強(qiáng)化作用。的影響元素晶粒大小

4、過(guò)熱的可能性淬透性退火、正火淬火的溫度強(qiáng)度和硬度塑性C增增降增降Mn稍增稍增增降含量增加1%，抗拉強(qiáng)度增加90MPa，屈服點(diǎn)上升82MPa。低碳鋼中〈1%C不降，高碳鋼中降Si低含量時(shí)減小，2%時(shí)增大影響小增增含量增加1%，抗拉強(qiáng)度增加10MPa，屈服點(diǎn)上升55MPa。降；含量超過(guò)0.5%，對(duì)沖擊韌性不利。Mo減小影響小急增增增6%時(shí)增大Al0.1%時(shí)減小顯著減小影響小顯著增增小含量時(shí)增Co影響小影響小減小影響小稍增降Ti減小減小減小增

5、含量增加0.01%，抗拉強(qiáng)度增加5MPa，屈服點(diǎn)上升7.5MPa。稍增V顯著減小顯著減小急增增含量增加0.1%，抗拉強(qiáng)度增加30MPa，屈服點(diǎn)上升35MPa。增W減小減小增增增1%時(shí)稍增Cr減小稍減小增增含量增加1%，抗拉強(qiáng)度增加10MPa，屈服點(diǎn)上升35MPa1.5%時(shí)不降Ni影響小增減小降含量增加1%，抗拉強(qiáng)度增加34MPa，屈服點(diǎn)上升45MPa稍增；改善鋼的缺口韌性Cu影響小影響小稍增稍降增含量增加1%，抗拉強(qiáng)度增加55MPa，屈

6、服點(diǎn)上升80MPa0.5%時(shí)稍增，含量高時(shí)降Nb急減減小小含量時(shí)增，大時(shí)減顯著增稍增1%時(shí)稍增2對(duì)鋼材焊接性能的影響合金元素在焊縫金屬中的作用是非常復(fù)雜的，尤其在多種元素的情況下，其作用往往不是簡(jiǎn)單的疊加關(guān)系。下面簡(jiǎn)單敘述單一元素對(duì)焊縫金屬性能的影響。①碳的影響。碳是主要的強(qiáng)化元素，可顯著提高各種低合金鋼焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度，但隨著含碳量的提高，使焊縫金屬焊后的淬硬性增加，并降低了韌性，使焊縫熱裂傾向性和焊接熱影響區(qū)冷裂傾向性增大。因此在