1. 硫(S)、氧(yang)(O)在碳素鋼中的作用
硫和氧作為雜質(zhi)元素常(chang)以非金屬(shu)化(hua)合物(如(ru)FeS、FeO)形式(shi)存在于碳(tan)素鋼中,形成非金屬(shu)夾雜,從而導(dao)致材料性能的劣(lie)化(hua),尤(you)其(qi)是硫的存在常(chang)引起材料的熱脆。硫和磷常(chang)是鋼中要控制的元素,并(bing)以其(qi)含(han)量的多少來評定碳(tan)素鋼的優劣(lie)。
由于FeS可與鐵形成(cheng)共晶(jing),并沿晶(jing)界分布。Fe-FeS共晶(jing)物的(de)熔點為985℃,當在1000~1200℃溫度下,對材(cai)料(liao)(liao)進行壓力(li)加工時,由于它已(yi)經熔化而導致晶(jing)粒開裂(lie),使材(cai)料(liao)(liao)呈現脆性(xing)。這種(zhong)現象常稱為熱(re)脆。
2. 磷(P)、砷(As)、銻(Sb)在碳(tan)素鋼中的作用(yong)
①. 磷(lin)、砷和(he)銻作(zuo)為雜質元素(su),它們對提高碳(tan)素(su)鋼(gang)的(de)(de)抗拉(la)強(qiang)度有(you)一定的(de)(de)作(zuo)用,但同時又都增(zeng)(zeng)加鋼(gang)的(de)(de)脆性(xing),尤其低溫脆性(xing)。磷(lin)和(he)砷又都是造(zao)成碳(tan)素(su)鋼(gang)嚴重偏析的(de)(de)有(you)害元素(su)。磷(lin)對鋼(gang)的(de)(de)焊(han)接性(xing)不利(li),它能增(zeng)(zeng)加焊(han)裂的(de)(de)敏感性(xing)。
由(you)于磷以固溶(rong)形(xing)式存在于鐵(tie)素體(ti)中,影響鐵(tie)素體(ti)的(de)晶(jing)格變形(xing),使碳素鋼在常溫下(xia)呈現(xian)脆性。這(zhe)種現(xian)象(xiang)常稱(cheng)為冷脆。
②. 由(you)于低(di)合(he)金鋼(gang)熔點較(jiao)高(gao),磷(lin)、砷(shen)、銻等雜(za)質元素容易在高(gao)溫(wen)下遷移聚集,從(cong)而導致(zhi)低(di)合(he)金鋼(gang)的高(gao)溫(wen)回火脆性。一般情況下,低(di)合(he)金鋼(gang)均(jun)采用較(jiao)高(gao)級的冶煉(lian)方法(如電爐(lu)冶煉(lian)),故(gu)其硫、磷(lin)等雜(za)質元素含量較(jiao)低(di)。
3. 鎢(W)在碳素鋼中的作(zuo)用
①. 鋼(gang)中含鎢量高時有二次硬化作用,有紅硬性(xing),以及增加耐磨(mo)性(xing)。鎢對鋼(gang)的淬(cui)透(tou)性(xing)、回(hui)火穩定(ding)性(xing)、力學性(xing)能的影響均與(yu)鉬(mu)相似(si),但以質量計,其作用效果不(bu)如鉬(mu)顯(xian)著。鎢提(ti)高鋼(gang)在(zai)高溫下的蠕變抗力與(yu)熱強性(xing),當與(yu)鉬(mu)復合使用時,效果更佳。
②. 鎢(wu)能提高(gao)鋼的抗氫作(zuo)用(yong)的穩定性。鎢(wu)通常加(jia)入低碳和(he)中(zhong)(zhong)碳的高(gao)級優質合金結構鋼中(zhong)(zhong),鎢(wu)能阻止熱處理(li)時晶(jing)粒(li)的長大(da)和(he)粗化,降低其(qi)回火(huo)脆化傾向,并顯著提高(gao)鋼的強度(du)和(he)韌性。