1. 硫(S)、氧(yang)(O)在(zai)碳(tan)素鋼中的(de)作用
硫和(he)氧作為雜質元素(su)常(chang)以非金屬化(hua)合物(如(ru)FeS、FeO)形(xing)式存(cun)在于碳素(su)鋼(gang)中(zhong),形(xing)成(cheng)非金屬夾(jia)雜,從而導致(zhi)材料性能的(de)(de)(de)劣化(hua),尤其(qi)是硫的(de)(de)(de)存(cun)在常(chang)引(yin)起材料的(de)(de)(de)熱脆(cui)。硫和(he)磷常(chang)是鋼(gang)中(zhong)要控制的(de)(de)(de)元素(su),并以其(qi)含量(liang)的(de)(de)(de)多少來評(ping)定(ding)碳素(su)鋼(gang)的(de)(de)(de)優(you)劣。
由于FeS可與鐵形成共晶(jing),并沿晶(jing)界分布。Fe-FeS共晶(jing)物的(de)熔點為(wei)985℃,當在1000~1200℃溫度下,對材料進行壓力加(jia)工時,由于它已經熔化而導致晶(jing)粒開裂,使材料呈現脆性。這種現象(xiang)常稱為(wei)熱脆。
2. 磷(P)、砷(As)、銻(Sb)在(zai)碳素(su)鋼中的作用
①. 磷、砷和銻(ti)作為(wei)雜質元素,它們對(dui)提高碳素鋼(gang)(gang)的(de)抗拉強度有(you)一定(ding)的(de)作用,但同時又都(dou)增加鋼(gang)(gang)的(de)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing),尤其低溫脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)。磷和砷又都(dou)是(shi)造成碳素鋼(gang)(gang)嚴重偏析的(de)有(you)害元素。磷對(dui)鋼(gang)(gang)的(de)焊接(jie)性(xing)(xing)(xing)不利,它能增加焊裂的(de)敏(min)感性(xing)(xing)(xing)。
由(you)于磷(lin)以固(gu)溶形式(shi)存在于鐵素(su)體(ti)中,影響鐵素(su)體(ti)的(de)晶(jing)格變形,使(shi)碳素(su)鋼(gang)在常(chang)溫下呈現脆性。這種現象常(chang)稱為冷脆。
②. 由于低合(he)金(jin)鋼熔(rong)點較(jiao)高(gao)(gao),磷、砷、銻等(deng)雜(za)質元素容易(yi)在高(gao)(gao)溫下遷移聚(ju)集(ji),從而(er)導致低合(he)金(jin)鋼的高(gao)(gao)溫回(hui)火脆(cui)性(xing)。一般情(qing)況(kuang)下,低合(he)金(jin)鋼均(jun)采用(yong)較(jiao)高(gao)(gao)級的冶煉方法(如(ru)電爐冶煉),故其硫(liu)、磷等(deng)雜(za)質元素含量較(jiao)低。
3. 鎢(W)在碳素鋼中的作用(yong)
①. 鋼中含鎢(wu)量高(gao)時有(you)二(er)次硬化作用,有(you)紅硬性(xing)(xing)(xing),以(yi)及增加耐磨性(xing)(xing)(xing)。鎢(wu)對鋼的(de)淬(cui)透性(xing)(xing)(xing)、回火(huo)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)、力學性(xing)(xing)(xing)能的(de)影響均與鉬相似,但以(yi)質量計(ji),其作用效果不如(ru)鉬顯著。鎢(wu)提高(gao)鋼在高(gao)溫下的(de)蠕(ru)變抗(kang)力與熱(re)強性(xing)(xing)(xing),當(dang)與鉬復合(he)使用時,效果更佳(jia)。
②. 鎢能(neng)(neng)提高鋼的抗(kang)氫(qing)作用的穩定性。鎢通常加入低(di)碳(tan)和(he)中碳(tan)的高級優(you)質合金(jin)結(jie)構鋼中,鎢能(neng)(neng)阻止熱處理時晶粒的長(chang)大和(he)粗(cu)化,降(jiang)低(di)其(qi)回(hui)火脆(cui)化傾向(xiang),并顯著(zhu)提高鋼的強(qiang)度和(he)韌性。