理论教育 建筑材料中,化学性能对钢的影响

建筑材料中,化学性能对钢的影响

时间:2023-10-07 理论教育 版权反馈
【摘要】:同时,钢的冷弯、焊接及抗腐蚀等性能也会降低,钢的冷脆性和时效敏感性增加。硫元素也会使钢的冲击韧性、疲劳强度、可焊性及耐腐蚀性降低,甚至微量的硫元素对钢材也是有害的。因此,要严格控制钢中硫元素的含量。适量加入这些元素,可改善钢的组织结构,细化晶粒,使钢的强度提高,韧性得以改善。

建筑材料中,化学性能对钢的影响

钢材中除基本元素铁和碳外,常有硅、锰、硫、磷及氢、氧、氮等元素存在。这些元素来自炼钢原料、炉气及脱氧剂,在熔炼中无法除净。各种元素对钢的性能都有一定的影响,为了保证钢的质量,国家标准中对各类钢的化学成分都作了严格的规定。

1.碳元素

碳元素是钢中的重要元素,对钢的机械性能有重要的影响。当含碳量低于0.8%时,随着含碳量的增加,钢的抗拉强度(σb)和硬度(HB)都将得到提高,而塑性(δ)及韧性(αk)会降低。同时,钢的冷弯、焊接及抗腐蚀等性能也会降低,钢的冷脆性和时效敏感性增加。

2.硅元素

硅元素是钢中的有益元素,是为了脱氧去硫而加入的。硅是钢的主要合金元素,含量常在1%以内,可提高强度,对塑性和韧性影响不大。但当含硅量超过1%时,冷脆性增加,可焊性变差。

3.锰元素

锰元素可以消除钢的热脆性,改善热加工性能。当锰含量为0.8%~1%时,能明显提高钢材的强度及硬度,且塑性、韧性几乎不降低,所以,锰元素也是钢中主要的合金元素之一。但是,当其含量大于1%时,在强度提高的同时,塑性、韧性会降低,可焊性会变差。

4.磷元素(www.daowen.com)

磷元素是钢中的有害元素之一,主要由炼钢原料带入。磷元素能明显降低钢材的塑性和韧性,特别是低温下的冲击韧性会明显降低,这种现象称为冷脆性。另外,磷还能使钢的冷弯性能下降,可焊性变差。但磷元素可使钢的强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性提高。

5.硫元素

硫元素也是钢中的有害元素之一,在钢的热加工过程中易引起钢的脆裂,这种现象称为热脆性。硫元素也会使钢的冲击韧性、疲劳强度、可焊性及耐腐蚀性降低,甚至微量的硫元素对钢材也是有害的。因此,要严格控制钢中硫元素的含量。

6.氧、氮元素

氧元素、氮元素也是钢中的有害元素,它们能使钢的塑性、韧性、冷弯性能及可焊性降低。

7.铝、钛、钒、铌元素

铝、钛、钒、铌元素均为炼钢时的脱氧剂,也是合金钢中常用的合金元素。适量加入这些元素,可改善钢的组织结构,细化晶粒,使钢的强度提高,韧性得以改善。

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