不同元素的含量,对钢铁性能(néng)的影响非常大,生产过程中这些元素的含量把控不稳将对企业造成重大的经济损失,所以,在这里我们会為(wèi)大家推介一款能(néng)為(wèi)企业节约成本,提高工作效率的检测金属含量的光谱设备——奥林巴斯XRF手持式合金分(fēn)析仪,这款设备集便携适合多(duō)种生产环境、检测精准度高、牌号数据库大等多(duō)种优势于一身,是您的理(lǐ)想的分(fēn)析方案。
下面就让我们一起探讨Ni,S,P,H,O元素对钢铁性能(néng)的影响分(fēn)别有(yǒu)哪些,也方便大家在生产过程中把控钢铁产品的质量。
【Ni元素】
1.能(néng)提高钢的强度和韧性,提高淬透性含量高时,可(kě)显著改变钢和合金的一些物(wù)理(lǐ)性能(néng),提高钢的抗腐蚀能(néng)力
2.镍能(néng)提高钢的强度,而又(yòu)保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有(yǒu)较高的耐腐蚀能(néng)力,在高温下有(yǒu)防锈和耐热能(néng)力。
但由于镍是较稀缺的资源,故应尽量采用(yòng)其他(tā)合金元素代用(yòng)镍铬钢。
3.镍在钢中的影响有(yǒu):
a.增进钢的硬化能(néng)。
b.能(néng)降低热处理(lǐ)时的淬火温度,因之在处理(lǐ)时变形小(xiǎo)。
c.能(néng)增加钢的韧性。
d.高镍合金钢能(néng)耐腐蚀,例如:不锈钢就含有(yǒu)8%左右的镍。
4. a.在适量含Ni下,锰量增加可(kě)增加钢之最大强度及硬度。b.锰有(yǒu)脱氧及脱疏功效,故锰能(néng)发掸钢之锻造性与可(kě)塑性。c.锰在钢中含量多(duō),可(kě)降低钢之淬火温度。d.可(kě)增进钢之硬化深度,尤其在含碳量高之油硬性锰钢為(wèi)最显著。
5.提高塑性及韧性,(提高低温韧性更明显),改善耐蚀性能(néng),与铬、钼联合使用(yòng),提高热强性,是热强钢及不锈耐酸钢的主要合金元素之一;
6.镍的有(yǒu)益作用(yòng)是:高的强度、高的韧性和良好的淬透性、高電(diàn)阻、高的耐腐蚀性。
① 一方面既强烈提高钢的强度,另方面又(yòu)始终使铁的韧性保持极高的水平。其变脆温度则极低。(当镍<0.3%时,其变脆温度即达‐100℃以下,当Ni量增高时,约4~5%,其变脆温度竞可(kě)降至‐180℃。所以能(néng)同时提高淬火结构钢的强度和塑性。含Ni=3.5%,无Cr钢可(kě)空淬,含Ni=8%的Cr钢在很(hěn)小(xiǎo)冷速下也可(kě)转变為(wèi)M體(tǐ)。
②Ni的晶格常数与γ‐铁相近,所以可(kě)成连续固溶體(tǐ)。这就有(yǒu)利于提高钢的淬硬性,Ni可(kě)降低临界点并增加奥氏體(tǐ)的稳定性,所以其淬火温度可(kě)降低,淬透性好。一般大断面的厚重件都用(yòng)加Ni钢。当它同Cr、W或Cr、Mo结合的时候,淬透性尤可(kě)增高。镍钼钢还具有(yǒu)很(hěn)高的疲劳极限。(Ni钢有(yǒu)良好的耐热疲劳性,工作在冷热反复。σ、αk高)
③在不锈钢中用(yòng)Ni,是為(wèi)了使钢具有(yǒu)均匀的A體(tǐ)组织,以改善耐蚀性。
④有(yǒu)Ni钢一般不易过热,所以它可(kě)阻止高温时晶粒的增長(cháng),仍可(kě)保持细晶粒组织。
⑤含Ni量相当高的钢,其热膨胀系数很(hěn)小(xiǎo)而用(yòng)作不变钢(Ni36%)和代用(yòng)白金(Ni42%)。
⑥含Ni更高时,与Cr结合作高電(diàn)阻合(Cr15Ni60、Cr20Ni80)。
⑦Ni和V一样,对脱碳过程没有(yǒu)影响。
⑧Ni本身不是有(yǒu)效的抗氧化學(xué)元素,所以很(hěn)少单独用(yòng)作不锈钢的合金元素,但对浓苛性碱有(yǒu)好的作用(yòng)。
⑨Ni可(kě)提高A體(tǐ)钢的蠕变抗力,但还一定值作用(yòng)则减弱,须加入别的合金元素,通过固溶强化或沉淀硬化的途径来解决。
⑩Cr、Ni钢的焊接性能(néng)和低温性能(néng)也不错。
(2)Ni的不良作用(yòng):
①Ni不能(néng)提高铁素體(tǐ)的蠕变抗力,相反会使珠光體(tǐ)M體(tǐ)钢热脆性增大。所以珠光體(tǐ)、马氏體(tǐ)钢不加镍。
②含硫气氛中的Ni钢耐蚀性也不及无Ni钢,因硫化镍会引起钢的赤热脆性。
③铬镍钢容易感受回火脆性和易形成白点(前者可(kě)在回火后采用(yòng)速冷防止,后者应采用(yòng)正确的熔炼规范和锻造、冷却规范防止。)
④对高速钢,因為(wèi)它降低了它的硬度而被视為(wèi)有(yǒu)害杂质,当Ni≈2%时或更高时,由于其抗600~660℃回火稳定性降
低而热硬性变坏(使A體(tǐ)稳定不分(fēn)解),所以硬度降低。
⑤同样,因為(wèi)Ni降低钢之淬火层的硬度,在轴承钢中也不希望有(yǒu)它,Ni不大于0.30%,且Ni+Cu不大于0.50%(Cu不大于0.25%)。
⑥Ni虽可(kě)提高電(diàn)阻,促使矽石墨化,但会降低磁感和最大磁导率。所以硅钢片也不希望有(yǒu)Ni。
⑦Ni在我國(guó)早,价钱高。
⑧Ni钢氧化容易起鳞,所镍钢的氧化铁皮粘在钢表面上不易脱落。
(3)一般合金钢中的Ni含量:
渗碳钢:含C=0.15~0.25%
Ni=1~4.5%
调质钢:含C=0.35~0.55%
Ni=1~1.75%
不锈钢:含Ni≤2%M體(tǐ)不锈钢,含Ni=8~18%A體(tǐ)不锈钢。含Ni=2~8%M‐P體(tǐ)类不锈钢。
耐热不起皮钢:含Ni达9~36%,属A體(tǐ)钢。
磁钢:含Ni<25%的(Ni25、Ni9Mn9等)為(wèi)弱磁性钢,用(yòng)930~1000℃淬火能(néng)很(hěn)好不被磁化,可(kě)用(yòng)于制机器,仪表等
不应被磁化零件(電(diàn)机环、指南针盒、電(diàn)阻等)。
含Ni=25~30%的是陈化磁性钢,它具有(yǒu)非常高的磁性,当残余磁感应為(wèi)5000~7500高斯时,矫顽磁力可(kě)达500~700
奥斯特甚至1000,但它具有(yǒu)高的脆性(和硬度),所以多(duō)做铸造磁铁。
含Ni=35~37%的是恒范合金(不变合金)
Ni=42~44%的是类铂合金。
含Ni=50~80%的是高导磁率的合金,(但要很(hěn)纯,才能(néng)发挥作用(yòng))
【S元素】
1、钢中的有(yǒu)害杂物(wù),含硫较高的钢在高温进行压力加工时,容易脆裂,通常叫作热脆性。
2、硫来源于炼钢的矿石与燃料焦炭。它是钢中的一种有(yǒu)害元素。硫以硫化铁(FeS)的形态存在于钢中,FeS和Fe形成低熔点(985℃)化合物(wù)。而钢材的热加工温度一般在1150~1200℃以上,所以当钢材热加工时,由于FeS化合物(wù)的过早熔化而导致工件开裂,这种现象称為(wèi)“热脆”。含硫量愈高,热脆现象愈严重,故必须对钢中含硫量进行控制。
高级优质钢:S<0.02%~0.03%;优质钢:S<0.03%~0.045%;普通钢:S<0.055%~0.7%以下。
3、硫在通常情况下也是有(yǒu)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(néng)也不利,降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小(xiǎo)于0.055%,优质钢要求小(xiǎo)于0.040%。在钢中加入0.08‐0.20%的硫,可(kě)以改善切削加工性,通常称易切削钢。
4、硫在钢中為(wèi)有(yǒu)害之杂质,硫与铁化合成為(wèi)FeS,与锰化合成MnS,其结果:
a.会增加钢的热脆性
b.硫含量0.2%以上,就会严重影响钢的强度和韧性
c.硫可(kě)使钢强度降低,因此有(yǒu)利於钢的切削,但除了易切钢之外,极少利用(yòng)。
5、对焊接性产生不好影响;
6、硫的有(yǒu)益作用(yòng)是:
1)由于其切屑发脆而可(kě)得到非常光泽的表面,所以可(kě)用(yòng)于制要求负荷不大而具高表面光洁度的钢制件(名為(wèi)快削钢)。
2)某些高速钢工具钢进行硫化表面以达到如下目的。
7、硫的不良影响是:
1)引起热脆:主要是因易生成(Fe+FeS)易熔共晶體(tǐ)分(fēn)布于奥氏體(tǐ)晶界所致。
2)硫能(néng)使结构钢的塑性急剧降低,使工具钢的淬裂敏感性增高。
8、一般合金钢中的含S量:
1)一般地说,硫对各种钢均為(wèi)有(yǒu)害的杂质元素,所以均限制它的含量。