碳鋼主要元素?及每個元素對鋼鐵的性質(zhì)影響
碳鋼主要元素為碳、矽、錳、磷、硫,對鋼鐵的性質(zhì)影響很大,茲分別論述于下:
一、碳由于含碳量變化時,鋼內(nèi)的組織因此會有所改變,機械性質(zhì)亦隨之變化
c<0.8%時,肥粒體少而波來體增加,故硬度、抗拉強度、降伏點等乃隨含碳量增高而增大。c>0.8%后,隨c量之增加、雪明碳鐵開始游離出現(xiàn),
故強度增大的情形會減小,抗拉強度與降伏點曲線會變成水平,硬度則呈線性增加。斷面縮率、伸長率(延性)及衝擊值(韌性)則隨含碳量增高而減小。
如表1為碳鋼正?;笾畽C械性質(zhì)與碳含量之關(guān)系。
二、錳錳常與鐵共存,故碳鋼皆含有少量的錳。鋼內(nèi)之錳易與結(jié)合,可消除硫之有害影響。低碳鋼中之錳固溶于肥粒體內(nèi),
使之有增強的效果(錳在肥粒體內(nèi)的溶解度為3%),唯錳含量在0.30%以下者,其增強效果不大。高碳鋼中,錳與碳結(jié)合成Mn3C,
且與Fe3C相溶合成(Fe,Mn)3C,更增強其強度及硬度,唯延性會則降低。含碳及錳量低時,錳雖不影響高溫鍛延性,卻有害其常溫之可鍛性。
三、矽矽在鋼內(nèi)可防止氣孔形成、增進收縮作用、且有助于鋼液流動性等益處。缺點為減低碳在鐵中之溶解度。矽可促進Fe3C之分解(石墨化),
若含矽量夠高,且經(jīng)適當處理,鋼內(nèi)的雪明碳鐵會分解,釋出石墨,成為石墨鋼。普通鋼料含之矽量在0.3%以下者居多。矽含量在1.85%以下時,可完全固溶于肥粒體內(nèi)。
四、磷磷在鋼中含量很少,普通鋼品之含磷量限于0.05%以下,故磷大多固溶于肥粒體,會使其晶粒粗大化,降低延、
展性而增高強度、硬度。使鋼在低溫時變脆而具有冷脆性(coldsbortneas),故寒帶地方使用之產(chǎn)品,含磷量限在0.04%以下。磷也有助于鋼之耐大氣腐蝕性
五、硫硫有助于鋼之易切性,但含硫量高時,含錳須多,否則鋼料即有熱脆性,易在熱軋時斷裂