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Ni,S,P,H,O元素对钢铁性能的影响

点击次数:13 更新时间:2021-06-07

不同元素的含量,对钢铁性能的影响非常大,生产过程中这些元素的含量把控不稳将对企业造成重大的经济损失,所以,在这里我们会为大家推介一款能为企业节约成本,提高工作效率的检测金属含量的光谱设备——奥林巴斯XRF手持式合金分析仪这款设备集便携适合多种生产环境、检测精准度高、牌号数据库大等多种优势于一身,是您的理想的分析方案。

 

下面就让我们一起探讨Ni,S,P,H,O元素对钢铁性能的影响分别有哪些,也方便大家在生产过程中把控钢铁产品的质量。

 

Ni元素】

 

1.能提高钢的强度和韧性,提高淬透性含量高时,可显著改变钢和合金的一些物理性能,提高钢的抗腐蚀能力

 

2.镍能提高钢的强度,而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力,在高温下有防锈和耐热能力。

 

但由于镍是较稀缺的资源,故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。

 

3.镍在钢中的影响有:

 

a.增进钢的硬化能。

 

b.能降低热处理时的淬火温度,因之在处理时变形小。

 

c.能增加钢的韧性。

 

d.高镍合金钢能耐腐蚀,例如:不锈钢就含有8%左右的镍。

 

4. a.在适量含Ni下,锰量增加可增加钢之最大强度及硬度。b.锰有脱氧及脱疏功效,故锰能发掸钢之锻造性与可塑性。c.锰在钢中含量多,可降低钢之淬火温度。d.可增进钢之硬化深度,尤其在含碳量高之油硬性锰钢为最显著。

 

5.提高塑性及韧性,(提高低温韧性更明显),改善耐蚀性能,与铬、钼联合使用,提高热强性,是热强钢及不锈耐酸钢的主要合金元素之一;

 

6.镍的有益作用是:高的强度、高的韧性和良好的淬透性、高电阻、高的耐腐蚀性。

 

① 一方面既强烈提高钢的强度,另方面又始终使铁的韧性保持极高的水平。其变脆温度则极低。(当镍<0.3%时,其变脆温度即达‐100℃以下,当Ni量增高时,约45%,其变脆温度竞可降至‐180℃。所以能同时提高淬火结构钢的强度和塑性。含Ni=3.5%,无Cr钢可空淬,含Ni=8%Cr钢在很小冷速下也可转变为M体。

 

Ni的晶格常数与γ‐铁相近,所以可成连续固溶体。这就有利于提高钢的淬硬性,Ni可降低临界点并增加奥氏体的稳定性,所以其淬火温度可降低,淬透性好。一般大断面的厚重件都用加Ni钢。当它同CrWCrMo结合的时候,淬透性尤可增高。镍钼钢还具有很高的疲劳极限。(Ni钢有良好的耐热疲劳性,工作在冷热反复。σ、αk高)

 

③在不锈钢中用Ni,是为了使钢具有均匀的A体组织,以改善耐蚀性。

 

④有Ni钢一般不易过热,所以它可阻止高温时晶粒的增长,仍可保持细晶粒组织。

 

⑤含Ni量相当高的钢,其热膨胀系数很小而用作不变钢(Ni36%)和代用白金(Ni42%)。

 

⑥含Ni更高时,与Cr结合作高电阻合(Cr15Ni60Cr20Ni80)。

 

NiV一样,对脱碳过程没有影响。

 

Ni本身不是有效的抗氧化学元素,所以很少单独用作不锈钢的合金元素,但对浓苛性碱有好的作用。

 

Ni可提高A体钢的蠕变抗力,但还一定值作用则减弱,须加入别的合金元素,通过固溶强化或沉淀硬化的途径来解决。

 

CrNi钢的焊接性能和低温性能也不错。

2Ni的不良作用:

 

Ni不能提高铁素体的蠕变抗力,相反会使珠光体M体钢热脆性增大。所以珠光体、马氏体钢不加镍。

 

②含硫气氛中的Ni钢耐蚀性也不及无Ni钢,因硫化镍会引起钢的赤热脆性。

 

③铬镍钢容易感受回火脆性和易形成白点(前者可在回火后采用速冷防止,后者应采用正确的熔炼规范和锻造、冷却规范防止。)

 

④对高速钢,因为它降低了它的硬度而被视为有害杂质,当Ni2%时或更高时,由于其抗600660℃回火稳定性降

 

低而热硬性变坏(使A体稳定不分解),所以硬度降低。

 

⑤同样,因为Ni降低钢之淬火层的硬度,在轴承钢中也不希望有它,Ni不大于0.30%,且Ni+Cu不大于0.50%Cu不大于0.25%)。

 

Ni虽可提高电阻,促使矽石墨化,但会降低磁感和最大磁导率。所以硅钢片也不希望有Ni

 

Ni在我国早,价钱高。

 

Ni钢氧化容易起鳞,所镍钢的氧化铁皮粘在钢表面上不易脱落。

 

3)一般合金钢中的Ni含量:

 

渗碳钢:含C=0.150.25%

 

Ni=14.5%

 

调质钢:含C=0.350.55%

 

Ni=11.75%

 

不锈钢:含Ni2%M体不锈钢,含Ni=818%A体不锈钢。含Ni=28%MP体类不锈钢。

 

耐热不起皮钢:含Ni936%,属A体钢。

 

磁钢:含Ni25%的(Ni25Ni9Mn9等)为弱磁性钢,用9301000℃淬火能很好不被磁化,可用于制机器,仪表等

 

不应被磁化零件(电机环、指南针盒、电阻等)。

 

Ni=2530%的是陈化磁性钢,它具有非常高的磁性,当残余磁感应为50007500高斯时,矫顽磁力可达500700

 

奥斯特甚至1000,但它具有高的脆性(和硬度),所以多做铸造磁铁。

 

Ni=3537%的是恒范合金(不变合金)

 

Ni=4244%的是类铂合金。

 

Ni=5080%的是高导磁率的合金,(但要很纯,才能发挥作用)

 

S元素】

 

1、钢中的有害杂物,含硫较高的钢在高温进行压力加工时,容易脆裂,通常叫作热脆性。

 

2、硫来源于炼钢的矿石与燃料焦炭。它是钢中的一种有害元素。硫以硫化铁(FeS)的形态存在于钢中,FeSFe形成低熔点(985)化合物。而钢材的热加工温度一般在11501200℃以上,所以当钢材热加工时,由于FeS化合物的过早熔化而导致工件开裂,这种现象称为“热脆”。含硫量愈高,热脆现象愈严重,故必须对钢中含硫量进行控制。

 

高级优质钢:S0.02%0.03%;优质钢:S0.03%0.045%;普通钢:S0.055%0.7%以下。

 

3、硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%,优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.080.20%的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。

 

4、硫在钢中为有害之杂质,硫与铁化合成为FeS,与锰化合成MnS,其结果:

 

a.会增加钢的热脆性

 

b.硫含量0.2%以上,就会严重影响钢的强度和韧性

 

c.硫可使钢强度降低,因此有利於钢的切削,但除了易切钢之外,极少利用。

 

5、对焊接性产生不好影响;

 

6、硫的有益作用是:

 

1)由于其切屑发脆而可得到非常光泽的表面,所以可用于制要求负荷不大而具高表面光洁度的钢制件(名为快削钢)。

 

2)某些高速钢工具钢进行硫化表面以达到如下目的。

 

7、硫的不良影响是:

 

1)引起热脆:主要是因易生成(Fe+FeS)易熔共晶体分布于奥氏体晶界所致。

 

2)硫能使结构钢的塑性急剧降低,使工具钢的淬裂敏感性增高。

 

8、一般合金钢中的含S量:

 

1)一般地说,硫对各种钢均为有害的杂质元素,所以均限制它的含量。


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