常見元素主要有C、Si、Mn、P、S、N、H、O

結構鋼一般按強度分類,在鋼號中的數(shù)字往往代表抗拉強度的最低值。

由于該類鋼常用于制作結構件,因此稱作為結構鋼。

結構鋼的強化機制傾向于降碳增錳固溶強化鐵素體、細化珠光體和添加微合金的析出強化、沉淀強化和細晶強化,以確保在提高強度的同時仍保持較好的韌、塑指標并兼具良好的焊接性能。

鋼中常見的元素、夾雜物對鋼性能的作用及影響常見元素主要有、、、、、、、及其他非金屬夾雜物。

碳:是對鋼的性能影響最大的基本元素。

不同的碳含量依據(jù)鋼中雜質(zhì)元素含量和軋后冷卻條件的不同對于鋼的性能影響是不同的,隨著鋼中碳含量的增加,碳鋼在熱軋狀態(tài)的下硬度直線上升,塑性和韌性降低。

在亞共析范圍內(nèi),碳對抗拉強度的影響是,隨著碳含量增加,抗拉強度不斷提高,超過共析范圍后,抗拉強度隨碳含量的增加減緩,最終進展到隨碳含量的增加抗拉強度降低。

另外,含碳量增加時碳鋼的耐蝕性降低,同時碳也使碳鋼的焊接性能和冷加工沖壓、垃拔性能變壞。

硅:硅在碳鋼的含量≤%。

硅也是鋼中的有益元素。

在沸騰鋼中,含硅量很低,硅是作為脫氧元素加入到鋼中。

~%。

硅增大了鋼液的流淌性,除了形成非金屬夾雜外,硅溶于鐵素體中。

隨著硅含量的提高,鋼的抗拉強度提高,屈服點提高,伸長率下降,鋼的面縮率和沖擊韌性顯著降低。

錳:在碳鋼中,錳是有益元素。

錳是作為脫氧除硫的元素加入到鋼中的。

對于冷靜鋼來說,錳可以提高硅和鋁的脫氧效果,可以同硫形成硫化錳,相當程度上降低硫在鋼中的危害。

錳對碳鋼的力學性能有良好的影響,它能提高鋼熱軋后的硬度和強度,緣由是錳溶入鐵素體中引起固溶強化。

因此,精煉過程中要根據(jù)技術要求嚴格穩(wěn)定掌握各爐次的錳含量。

磷:一般來說,磷是鋼中的有害元素。

它來源于礦石和生鐵等煉鋼原料。

磷能提高鋼的強度,但使塑性和韌性降低,特殊是使鋼的脆性轉(zhuǎn)折溫度急劇上升,即提高鋼的冷脆性低溫變脆。

由于磷的有害影響,同時考慮到磷有較大的偏析,因而對其含量要嚴格的掌握。

但是在含碳量比較低的鋼種中,磷的冷脆危害比較小。

在這種狀況下,可以用磷來提高鋼的強度,如鞍鋼生產(chǎn)的高強度鋼就需要加入磷。

另外,在適當?shù)臓顩r下,還利用磷的其他一些有益作用,如增加鋼的抗大氣腐蝕力量,如集裝箱用鋼;提高磁性,如電工硅鋼;改善鋼材的易切削加工性,削減熱軋薄板的粘結等。

硫:一般來說,硫是有害元素,他主要來自于煉鐵、煉鋼時加入的原材料和燃燒產(chǎn)物,二氧化硫。

硫最大的為危害是引起鋼在熱加工時開裂,即產(chǎn)生所謂的熱脆。

硫能提高鋼材的切削加工性,這是硫的有益作用。

氮:鋼中的氮來自爐料,同時,在冶煉、澆鑄時鋼液也會從爐氣和大氣中汲取氮。

氮引起碳鋼的淬火時效和形變時效,從而對碳鋼的性能發(fā)生顯著的影響。

由于氮的時效作用,鋼的硬度、強度當然提高,但是塑性和韌性降低,特殊是在形變時效的狀況下,塑性和韌性的降低比較顯著。

因此,對于一般低合金鋼來說,時效現(xiàn)象是有害的,因而氮是有害元素。

但對于一些細晶粒鋼以及含釩、鈮鋼,由于氮化物的強化細化晶粒作用,氮成為有益元素。

另外,作為合金元素,氮在不銹耐酸鋼中得到應用,此外,氮化處理方法能使機器零件獲得極好的綜合力學性能,從而使零件的使用壽命延長。

氫:鋼中的氫是由銹蝕含水的爐料或從含有水蒸氣的爐氣中汲取的。

氫對鋼的危害是很大的。

一是引起氫脆,即在低于鋼材極限應力的作用下,經(jīng)肯定的時間后,在無任何預兆的狀況下突然斷裂,往往造成災難性的后果。

二是導致鋼材內(nèi)部產(chǎn)生大量微小裂紋缺陷——白點,在鋼材縱端面上呈光滑的銀白的斑點,在酸洗后的端面上呈較多的發(fā)絲狀裂紋,白點使鋼材的延長率顯著下降,尤其是端面收縮率和沖擊韌性降低得更多,有時可能接近于零值。

因此具有白點的鋼是不能用的,這類缺陷主要發(fā)生在合金鋼中。

氧及其他非金屬夾雜物:氧在鋼中的溶解度很低,幾乎全部以氧化物夾雜形式存在于鋼中,如、23、、、等。

除此之外,鋼中還存在、、硅酸鹽、氮化物及磷化物等。

這些夾雜物破壞了鋼的基體的連續(xù)性,在靜載荷和動載荷的狀況下往往