‘壹’ 影响钢材性能的主要化学成分有哪些
如下元素是不同钢种都有的化学元素。
1、碳(C):
钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,
当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过
0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,
碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
2、硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅。
如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显着提高钢的弹性极限,屈服点和
抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。
硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。含硅1-4%的
低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。硅量增加,会降低钢的焊接性能。
3、锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰0.30-0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强
度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11-14%
的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。
4、磷(P):在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低
塑性,使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低些。
5、硫(S):硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在
锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于
0.055%,优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通
常称易切削钢。
当然,不同的钢种还有其他元素对钢材的性能影响大。如不锈钢,镍(Ni),铬(Cr)对性能影响也很大。
‘贰’ 化学元素周期表
元素周期表前20号元素:氢(H)氦(He)锂(Li)铍(Be)硼(B),碳(C)氮(N)氧(O)氟(F)氖(Ne),钠(Na)镁(Mg)铝(Al)硅(Si)磷(P),硫(S)氯(Cl)氩(Ar)钾(K)钙(Ca)。五个五个的背比较好:氢氦锂铍硼,碳氮氧氟氖,钠镁铝硅磷,硫氯氩钾钙。
金属活动性顺序表:钾钙钠镁铝锌(Zn)铁(Fe),锡(Sn)铅(Pb)氢,铜(Cu)汞(Hg)银(Ag)铂(Pt)金(Au)。其中氢前面的金属单质可与稀硫酸,稀盐酸等反应置换出里面的氢。
具有相同化学性质的元素:氢锂钠钾铷铯(最外层电子数有一个,容易失去该电子变成稳定结构);氟氯溴碘(最外层电子数有七个,容易得到一个电子变成稳定结构)。