合金元素在钢中的作用
(16)氮(N)
液态氮
氮能部分用于铁中,有固溶强化和提高淬透性的作用,但不显著。由于氮化物在晶界上析出,能提高晶界高温强度,增加钢的蠕变强度。与钢中其他元素化合,有沉淀硬化作用。
对钢抗腐蚀性能不显著,但钢的表面渗氮后,不仅增加其硬度和耐磨性,也显著改善抗腐蚀性。在低碳钢中残留氮会导致时效脆性。
(17)硫(S)
自然硫
提高硫和锰的含量,可以改善钢的被切削性能,在易切削钢中,硫作为有益元素加入。硫在钢中偏析严重。恶化钢的质量,在高温下,降低钢的塑性,是一种有害元素,它以熔点较低的FeS形式存在。
单独存在的FeS的熔点只有1190℃,而在钢中与铁形成共晶体的共晶温度更低,只有988℃,当钢凝固时,硫化铁析集在原生晶界处。钢1100~1200℃进行轧制时,晶界上的FeS就将熔化,大大的削弱了晶粒之间的结合力,导致钢的热脆现象,因此对硫应严加控制。
一般控制在0.020%~0.050%。为防止因硫导致的脆性,应加足够的锰,使其形成熔点较高的MnS。若钢中含流量偏高,焊接时由于SO2的产生,将在焊接金属内形成气孔和疏松。
(18)磷(P)
磷在钢中固溶强化和冷作硬化作用强。作为合金元素加入低合金结构钢中,能提高其强度和钢的耐大气腐蚀性能,但降低其冷冲压性能。
磷与硫和锰联合使用,能增加钢的被切削性能,增加加工件的表面质量,用于易切削钢,所以易切削钢含磷也比较高。磷用于铁素体,虽然能提高钢的强度和硬度,最大的害处是,偏析严重,增加回火脆性,显著增加钢的塑性和韧性,致使钢在冷加工时容易脆裂也即所谓“冷脆”现象。
磷对焊接性也有不利影响。磷是有害元素,应严加控制,一般含量不大于0.03%~0.04%。
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