硫磷元素對(duì)鋼材焊接性能的影響及碳當(dāng)量概念

1、硫磷對(duì)鋼材焊接的影響硫磷對(duì)鋼材焊接的影響1硫硫是由生鐵及燃料帶入鋼中的雜質(zhì)。在固態(tài)下，硫在鐵中的溶解度極小，而是以FeS的形態(tài)存在于鋼中。由于FeS的塑性差，使含硫較多的鋼脆性較大。更嚴(yán)重的是，F(xiàn)eS與Fe可形成低熔點(diǎn)（985℃）的共晶體，分布在奧氏體的晶界上。當(dāng)鋼加熱到約1200℃進(jìn)行熱壓力加工時(shí)，晶界上的共晶體已溶化，晶粒間結(jié)合被破壞，使鋼材在加工過(guò)程中沿晶界開裂，這種現(xiàn)象稱為熱脆性。為了消除硫的有害作用，必須增加鋼中含錳量。錳與硫

2、優(yōu)先形成高熔點(diǎn)（1620℃）的硫化錳，并呈粒狀分布在晶粒內(nèi)，它在高溫下具有一定塑造性，從而避免了熱脆性。硫化物是非金屬夾雜物，會(huì)降低鋼的機(jī)械性能，并在軋制過(guò)程中形成熱加工纖維組織。因此，通常情況下，硫是有害的雜質(zhì)。在鋼中要嚴(yán)格限制硫的含量。但含硫量較多的鋼，可形成較多的MnS，在切削加工中，MnS能起斷屑作用，可改善鋼的切削加工性，這是硫有利的一面。2磷磷由生鐵帶入鋼中，在一般情況下，鋼中的磷能全部溶于鐵素體中。磷有強(qiáng)烈的固溶強(qiáng)化作用，

3、使鋼的強(qiáng)度、硬度增加，但塑性、韌性則顯著降低。這種脆化現(xiàn)象在低溫時(shí)更為嚴(yán)重，故稱為冷脆。一般希望冷脆轉(zhuǎn)變溫度低于工件的工作溫度，以免發(fā)生冷脆。而磷在結(jié)晶過(guò)程中，由于容易產(chǎn)生晶內(nèi)偏析，使局部地區(qū)含磷量偏高，導(dǎo)致冷脆轉(zhuǎn)變溫度升高，從而發(fā)生冷脆。冷脆對(duì)在高寒地帶和其它低溫條件下工作的結(jié)構(gòu)件具有嚴(yán)重的危害性，此外，磷的偏析還使鋼材在熱軋后形成帶狀組織。因此，通常情況下，磷也是有害的雜質(zhì)。在鋼中也要嚴(yán)格控制磷的含量。但含磷量較多時(shí)，由于脆性較大，

4、在制造炮彈鋼以及改善鋼的切削加工性方面則是有利的。硫磷氮氧對(duì)鋼材性能有何影響硫磷氮氧對(duì)鋼材性能有何影響非金屬夾雜物對(duì)鋼的強(qiáng)度、塑性、斷裂韌性、切削、疲勞、熱脆以及耐蝕等性能有很大影響。一般認(rèn)為，夾雜物的成分、數(shù)量、形狀、分布以及在基體中的空間分布等影響鋼的性能。S.Ruddnik[26]指出，只有當(dāng)非金屬夾雜物的尺寸小于1μm，且其數(shù)量少、夾雜物彼此之間的距離大于10μm時(shí)，才不會(huì)對(duì)材料的宏觀性能造成影響。當(dāng)然，不同鋼種用途不同，對(duì)夾雜

5、物的要求也不一樣，例如，不同鋼種和不同受力狀態(tài)時(shí)，夾雜物對(duì)性能無(wú)害的臨界尺寸是不同的。（1）非金屬夾雜物對(duì)鋼的強(qiáng)度影響夾雜物對(duì)鋼的強(qiáng)度的影響與顆粒尺寸密切相關(guān)。通過(guò)在燒結(jié)鐵中加入不同尺寸（0.01－35μm）、形狀（球形和棱角的）、比例（0－8%）的氧化鋁顆粒進(jìn)行試驗(yàn)焊接性的Ce(碳當(dāng)量)評(píng)估CE≤0.4%焊接性好；當(dāng)CE=0.4~0.6%焊接性稍差，焊前需適當(dāng)預(yù)熱；當(dāng)CE≥0.6%焊接性較差，屬難焊材料，需采用較高的預(yù)熱溫度和嚴(yán)格的工