1. 硫(S)、氧(O)在碳素(su)鋼中的(de)作用
硫和氧作(zuo)為(wei)雜(za)質元(yuan)素常以非金(jin)屬化合物(wu)(如(ru)FeS、FeO)形(xing)式存在(zai)于碳(tan)素鋼(gang)中(zhong),形(xing)成非金(jin)屬夾雜(za),從(cong)而導致(zhi)材料性能的劣化,尤其是硫的存在(zai)常引起材料的熱脆(cui)。硫和磷常是鋼(gang)中(zhong)要(yao)控制的元(yuan)素,并以其含量的多少來評定(ding)碳(tan)素鋼(gang)的優劣。
由于(yu)FeS可與鐵形成共晶(jing)(jing),并(bing)沿晶(jing)(jing)界分(fen)布。Fe-FeS共晶(jing)(jing)物的熔點為985℃,當(dang)在(zai)1000~1200℃溫度(du)下,對材料進行(xing)壓力加工(gong)時,由于(yu)它已經熔化而導致晶(jing)(jing)粒開裂,使材料呈(cheng)現脆性。這(zhe)種現象常稱為熱脆。
2. 磷(lin)(P)、砷(As)、銻(Sb)在碳(tan)素鋼中的作用
①. 磷、砷和(he)銻作為(wei)雜質元素(su)(su),它們對(dui)提高碳素(su)(su)鋼(gang)(gang)的(de)抗拉強(qiang)度有一(yi)定的(de)作用(yong),但(dan)同時又(you)都增(zeng)加(jia)鋼(gang)(gang)的(de)脆性(xing)(xing),尤其(qi)低(di)溫脆性(xing)(xing)。磷和(he)砷又(you)都是(shi)造成碳素(su)(su)鋼(gang)(gang)嚴重偏(pian)析的(de)有害元素(su)(su)。磷對(dui)鋼(gang)(gang)的(de)焊(han)接性(xing)(xing)不(bu)利,它能(neng)增(zeng)加(jia)焊(han)裂的(de)敏感性(xing)(xing)。
由于磷以固(gu)溶(rong)形式存在于鐵素(su)體(ti)中(zhong),影響鐵素(su)體(ti)的晶(jing)格變形,使碳素(su)鋼在常(chang)溫下呈現脆(cui)性(xing)。這(zhe)種(zhong)現象常(chang)稱為(wei)冷脆(cui)。
②. 由于(yu)低合金(jin)鋼熔(rong)點較(jiao)(jiao)高(gao),磷、砷、銻等(deng)雜質(zhi)元素(su)(su)容易在高(gao)溫下遷移聚集,從而(er)導致低合金(jin)鋼的(de)高(gao)溫回火脆性。一般情況下,低合金(jin)鋼均采用(yong)較(jiao)(jiao)高(gao)級的(de)冶煉方法(如電(dian)爐冶煉),故其硫、磷等(deng)雜質(zhi)元素(su)(su)含量較(jiao)(jiao)低。
3. 鎢(W)在(zai)碳素(su)鋼中(zhong)的作用
①. 鋼中含鎢(wu)量高(gao)(gao)時(shi)有(you)二次硬化作用,有(you)紅(hong)硬性(xing)(xing),以(yi)及增加耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)。鎢(wu)對(dui)鋼的(de)(de)淬(cui)透性(xing)(xing)、回火穩(wen)定性(xing)(xing)、力(li)學(xue)性(xing)(xing)能的(de)(de)影響均與(yu)鉬相似,但(dan)以(yi)質量計,其作用效(xiao)果不如鉬顯著。鎢(wu)提高(gao)(gao)鋼在高(gao)(gao)溫下(xia)的(de)(de)蠕變抗力(li)與(yu)熱強性(xing)(xing),當與(yu)鉬復(fu)合使用時(shi),效(xiao)果更(geng)佳。
②. 鎢能(neng)提高鋼(gang)的抗氫作(zuo)用的穩定性。鎢通(tong)常加入低碳和(he)(he)中(zhong)碳的高級優質(zhi)合金結構鋼(gang)中(zhong),鎢能(neng)阻(zu)止熱處(chu)理(li)時晶粒的長(chang)大和(he)(he)粗化,降低其(qi)回火脆化傾向,并(bing)顯著提高鋼(gang)的強度和(he)(he)韌性。