1. 硫(S)、氧(O)在碳素鋼中的作(zuo)用
硫(liu)和(he)氧作為雜(za)質元(yuan)素(su)(su)常以(yi)非金(jin)屬化合物(wu)(如FeS、FeO)形式存在于碳素(su)(su)鋼(gang)中,形成非金(jin)屬夾雜(za),從而(er)導(dao)致材料性能(neng)的(de)劣化,尤其(qi)是硫(liu)的(de)存在常引起材料的(de)熱脆(cui)。硫(liu)和(he)磷常是鋼(gang)中要(yao)控制的(de)元(yuan)素(su)(su),并以(yi)其(qi)含量的(de)多(duo)少(shao)來(lai)評定碳素(su)(su)鋼(gang)的(de)優劣。
由于FeS可與鐵形成共晶(jing)(jing)(jing),并沿(yan)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)分布。Fe-FeS共晶(jing)(jing)(jing)物的熔點為985℃,當在1000~1200℃溫度下,對(dui)材料(liao)進行壓力(li)加(jia)工(gong)時,由于它已經熔化而導(dao)致晶(jing)(jing)(jing)粒開裂(lie),使材料(liao)呈現(xian)脆(cui)性。這種(zhong)現(xian)象常稱(cheng)為熱脆(cui)。
2. 磷(lin)(P)、砷(shen)(As)、銻(Sb)在碳素鋼中的作用
①. 磷、砷和銻作為雜(za)質元素(su),它們對(dui)提(ti)高(gao)碳素(su)鋼的(de)(de)抗拉強度有(you)一定的(de)(de)作用(yong),但(dan)同時又都增加(jia)鋼的(de)(de)脆性(xing),尤(you)其低溫(wen)脆性(xing)。磷和砷又都是造成碳素(su)鋼嚴重偏析的(de)(de)有(you)害元素(su)。磷對(dui)鋼的(de)(de)焊接性(xing)不利,它能增加(jia)焊裂(lie)的(de)(de)敏感(gan)性(xing)。
由于磷以固溶形(xing)式存在(zai)于鐵素(su)(su)體中,影響鐵素(su)(su)體的晶格(ge)變(bian)形(xing),使碳(tan)素(su)(su)鋼(gang)在(zai)常溫下呈(cheng)現脆性。這種現象(xiang)常稱為冷(leng)脆。
②. 由于低合金鋼(gang)熔(rong)點較(jiao)高(gao)(gao),磷(lin)(lin)、砷、銻等(deng)雜(za)質元素容易在高(gao)(gao)溫(wen)下遷移聚集,從而導致低合金鋼(gang)的高(gao)(gao)溫(wen)回火脆性。一般情況(kuang)下,低合金鋼(gang)均采用較(jiao)高(gao)(gao)級的冶(ye)煉方法(如電爐冶(ye)煉),故其硫、磷(lin)(lin)等(deng)雜(za)質元素含(han)量較(jiao)低。
3. 鎢(W)在碳素鋼(gang)中的作用
①. 鋼(gang)(gang)(gang)中含鎢量高(gao)時(shi)有(you)二次硬化(hua)作用(yong),有(you)紅(hong)硬性(xing),以及增(zeng)加耐磨(mo)性(xing)。鎢對(dui)鋼(gang)(gang)(gang)的淬透性(xing)、回火穩定性(xing)、力(li)學(xue)性(xing)能的影響均與(yu)鉬相(xiang)似,但以質量計(ji),其(qi)作用(yong)效果不如鉬顯著(zhu)。鎢提高(gao)鋼(gang)(gang)(gang)在高(gao)溫下的蠕變抗力(li)與(yu)熱(re)強(qiang)性(xing),當與(yu)鉬復合使(shi)用(yong)時(shi),效果更佳。
②. 鎢能提(ti)(ti)高(gao)鋼的抗氫作(zuo)用的穩定性(xing)。鎢通常加入低碳和(he)中碳的高(gao)級優質合(he)金(jin)結構鋼中,鎢能阻止熱處理時晶粒的長大和(he)粗化,降低其回火脆(cui)化傾向,并顯著提(ti)(ti)高(gao)鋼的強度和(he)韌性(xing)。

