含碳量对钢材的力学性能有什么影响?锰硅硫磷元素对钢材的性能有什么影响?

题目

含碳量对钢材的力学性能有什么影响?锰硅硫磷元素对钢材的性能有什么影响?

答案

碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷,它们对碳钢的性能都有一定的影响.
一锰的影响
锰是炼钢时加入锰铁脱氧而残留在钢中的.锰的脱氧能力较好,能清除钢中的FeO,降低钢的脆性；锰还能与硫形成MnS,以减轻硫的有害作用.所以锰是一种有益元素.但是,作为杂质存在时,其含量（Wmn）一般不小于0.8%,对钢的性能影响不大.
二硅的影响
硅是炼钢时加入硅铁脱氧而残留在钢中的.硅的脱氧能力比锰强,在室温下硅能溶入铁素体,提高钢的强度和硬度.因此,硅也是有益元素.但作为杂质存在时,其含量（Wsi）一般小于0.4%,对钢的性能影响不大.
三硫的影响
硫是炼钢时由矿石和燃料带入钢中的.硫在钢中与铁形成化合物FeS,FeS与铁则形成低熔点（985°C）的共晶体分布在奥氏体晶界上.当钢材加热到1100-1200°C进行锻压加工时,晶界上的共晶体已熔化,造成钢在锻压过程中开裂,这种现象称为“热脆”.钢中加入锰,可以形成高熔点（1620°C）的MnS,MnS呈晶粒状分布在晶粒内,且在高温下有一定的塑性,从而避免热脆.因此,硫是有害元素,其含量（Ws）一般应严格控制在0.03%-0.05%以下.
四磷的影响
磷是炼钢时由矿石带入钢中的.磷可全部溶于铁素体,产生强烈的固溶强化,使钢的强度和硬度增加,但塑性韧性显著下降.这种脆化现象在低温时更为严重,故称为“冷脆”.磷在结晶时还容易偏析.从而在局部发生冷脆.因此,磷也是有害元素,其含量必须严格控制在0.035%-0.045%以下.
但是,在硫磷含量较多时,由于脆性较大,切削容易脆断而形成断裂切屑,改善钢的切削加工性.这是硫、磷有利的一面.