?鋼材零件中除主要化學(xué)成分Fe鐵以外,還含有少量的碳(C)、硅(Si)、錳(Mn)、磷(P)、硫(S)、氧(0)、氮(N)、鈦(Ti)、釩(V)等元素,這些元素雖含量很少,但對鋼材性能的影響很大。
碳是決定鋼材性能的最重要元素,它影響到鋼材的強度、塑性、韌性等機械力學(xué)性能。當鋼中含碳量在0.8%以下時(shí),隨著(zhù)含碳量的增加,鋼的強度和硬度提高,塑性和韌性下降;但當含碳量大于1.0%時(shí),隨含碳量增加,鋼的強度反而下降。一般工程用碳素鋼均為低碳鋼,即含碳小于0.25%,工程用低合金鋼含碳小于0.52%。
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鋼中有益元素有錳、硅、釩、鈦等,控制摻入量可冶煉成低合金鋼。鋼中主要的有害元素有硫、磷及氧,要特別注意控制其含量。磷是鋼中很有害的元素之一,主要溶于鐵素體起強化作用。磷含量增加,鋼材的強度、硬度提高,塑性和韌性顯著(zhù)下降。
特別是溫度愈低,對塑性和韌性的影響愈大,從而顯著(zhù)加大鋼材的冷脆性。磷也使鋼材可焊性顯著(zhù)降低,但磷可提高鋼的耐磨性和耐蝕性。硫也是很有害的元素,呈非金屬硫化物夾雜物存在于鋼中,降低鋼材的各種機械性能。
由于硫化物熔點(diǎn)低,使鋼材在熱加工過(guò)程中造成晶粒的分離,引起鋼材斷裂,形成熱脆現象稱(chēng)為熱脆性。硫使鋼的可焊性、沖擊韌性、耐疲勞性和抗腐蝕性等均降低。氧是鋼中有害元素,主要存在于非金屬夾雜物中,少量熔于鐵素體內。非金屬夾雜物降低鋼的機械性能,特別是韌性。氧有促進(jìn)時(shí)效傾向的作用。氧化物所造成的低熔點(diǎn)亦使鋼的可焊性變差。