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发表于 2008-7-4 18:13:52
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来自: 中国陕西西安
* 碳钢中的常存杂质元素有哪些,哪些是有益的,哪些是无益的,并叙述机理?
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碳钢并不是单纯的铁碳合金,其中或多或少包含一些杂质元素。常存的杂质元素有锰Mn、硅Si、硫S、磷P。其中Mn、Si是有益元素,硫、磷是有害杂质。
9 v0 [4 }5 R" y6 {; r① Mn大部分溶解于铁素体F中,一部分溶解于渗碳体Fe3C中,使金属材料强化。Mn与S化合成MnS,能减轻S的有害作用。1 F& i+ X. T/ @/ H; |' Z ]
② Si溶解于铁素体F中,使金属材料强化。有一部分Si溶解于硅酸盐夹杂中。当硅含量不多,在碳钢中仅作为少量杂质存在,它对钢的性能影响并不显著。) B5 W) w4 R ? s. {4 k: |
③ S不溶于铁,而以FeS形式存在。由于FeS存在,钢在高温下变得极脆,称为热脆。
/ O2 ~5 L" ^0 R1 q④ P溶于钢铁的铁素体中,虽然可使铁素体的强度、硬度有所提高,但却使室温下钢的塑性、韧性急剧降低,使钢变脆,这种现象称为冷脆。磷的存在还使钢的焊接性能变坏。
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* 材料中加入铬、硅、铝有什么作用?
. i0 L: Q: H j: O7 }9 L铬、硅、铝是有益元素,具有抗氧化性能。( c: L7 b8 M( E/ K
铬:含铬的钢能在其表面可形成一层致密的Cr2O3氧化膜,有效地阻挡外界的氧原子继续往里扩散。较高温度使用的钢和合金,含铬量常大于20℅,如含铬量大于22℅在1100℃是稳定的。5 M& `4 u/ T1 _6 f; R1 N# z/ F; f! l
硅:含硅的钢在高温时其表面可形成一层SiO2薄膜,它能提高抗氧化性。但过量的硅会恶化钢的热加工工艺性能。7 J1 U8 J6 A1 L4 U8 w+ N7 _
硅溶解于铁素体F中,使金属材料强化。有一部分Si溶解于硅酸盐夹杂中。当硅含量不多,在碳钢中仅作为少量杂质存在,它对钢的性能影响并不显著。% J% ]- \+ d9 |
铝:铝和硅都是比较经济的提高抗氧化性的元素。在铝钢表面形成Al2O3薄膜,它能提高氧化性,与Cr2O3相似,能起很好的保护作用。但是过量的铝会使钢的冲压性能和焊接性能变坏。( }! p- Y8 l! f
其它作用:
6 ?1 r, h7 {* q, A铝Al在耐火保温材料的作用:耐火保温材料中Al2O3含量高,可提高材料的耐火度。Al2O3含量是恒量耐火保温材料等级的重要指标。+ _* B) C" @" y
铬、铝在高温电阻合金中的作用:在高温电阻合金Cr20Ni80、0Cr25Al5等材料中,铬、铝可生成 Cr2O3、Al2O3 薄膜,保护内部合金不受氧化。 |
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