不同元素的含量,對鋼鐵性能的影響非常大,生產過程中這些元素的含量把控不穩(wěn)將對企業(yè)造成重大的經濟損失,所以,在這里我們會為大家推介一款能為企業(yè)節(jié)約成本,提高工作效率的檢測金屬含量的光譜設備——奧林巴斯XRF手持式合金分析儀,這款設備集便攜適合多種生產環(huán)境、檢測精準度高、牌號數據庫大等多種優(yōu)勢于一身,是您的理想的分析方案。
下面就讓我們一起探討Ni,S,P,H,O元素對鋼鐵性能的影響分別有哪些,也方便大家在生產過程中把控鋼鐵產品的質量。
【Ni元素】
1.能提高鋼的強度和韌性,提高淬透性含量高時,可顯著改變鋼和合金的一些物理性能,提高鋼的抗腐蝕能力
2.鎳能提高鋼的強度,而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸堿有較高的耐腐蝕能力,在高溫下有防銹和耐熱能力。
但由于鎳是較稀缺的資源,故應盡量采用其他合金元素代用鎳鉻鋼。
3.鎳在鋼中的影響有:
a.增進鋼的硬化能。
b.能降低熱處理時的淬火溫度,因之在處理時變形小。
c.能增加鋼的韌性。
d.高鎳合金鋼能耐腐蝕,例如:不銹鋼就含有8%左右的鎳。
4. a.在適量含Ni下,錳量增加可增加鋼之最大強度及硬度。b.錳有脫氧及脫疏功效,故錳能發(fā)撣鋼之鍛造性與可塑性。c.錳在鋼中含量多,可降低鋼之淬火溫度。d.可增進鋼之硬化深度,尤其在含碳量高之油硬性錳鋼為最顯著。
5.提高塑性及韌性,(提高低溫韌性更明顯),改善耐蝕性能,與鉻、鉬聯(lián)合使用,提高熱強性,是熱強鋼及不銹耐酸鋼的主要合金元素之一;
6.鎳的有益作用是:高的強度、高的韌性和良好的淬透性、高電阻、高的耐腐蝕性。
① 一方面既強烈提高鋼的強度,另方面又始終使鐵的韌性保持極高的水平。其變脆溫度則極低。(當鎳<0.3%時,其變脆溫度即達‐100℃以下,當Ni量增高時,約4~5%,其變脆溫度競可降至‐180℃。所以能同時提高淬火結構鋼的強度和塑性。含Ni=3.5%,無Cr鋼可空淬,含Ni=8%的Cr鋼在很小冷速下也可轉變?yōu)?/span>M體。
②Ni的晶格常數與γ‐鐵相近,所以可成連續(xù)固溶體。這就有利于提高鋼的淬硬性,Ni可降低臨界點并增加奧氏體的穩(wěn)定性,所以其淬火溫度可降低,淬透性好。一般大斷面的厚重件都用加Ni鋼。當它同Cr、W或Cr、Mo結合的時候,淬透性尤可增高。鎳鉬鋼還具有很高的疲勞極限。(Ni鋼有良好的耐熱疲勞性,工作在冷熱反復。σ、αk高)
③在不銹鋼中用Ni,是為了使鋼具有均勻的A體組織,以改善耐蝕性。
④有Ni鋼一般不易過熱,所以它可阻止高溫時晶粒的增長,仍可保持細晶粒組織。
⑤含Ni量相當高的鋼,其熱膨脹系數很小而用作不變鋼(Ni36%)和代用白金(Ni42%)。
⑥含Ni更高時,與Cr結合作高電阻合(Cr15Ni60、Cr20Ni80)。
⑦Ni和V一樣,對脫碳過程沒有影響。
⑧Ni本身不是有效的抗氧化學元素,所以很少單獨用作不銹鋼的合金元素,但對濃苛性堿有好的作用。
⑨Ni可提高A體鋼的蠕變抗力,但還一定值作用則減弱,須加入別的合金元素,通過固溶強化或沉淀硬化的途徑來解決。
⑩Cr、Ni鋼的焊接性能和低溫性能也不錯。
(2)Ni的不良作用:
①Ni不能提高鐵素體的蠕變抗力,相反會使珠光體M體鋼熱脆性增大。所以珠光體、馬氏體鋼不加鎳。
②含硫氣氛中的Ni鋼耐蝕性也不及無Ni鋼,因硫化鎳會引起鋼的赤熱脆性。
③鉻鎳鋼容易感受回火脆性和易形成白點(前者可在回火后采用速冷防止,后者應采用正確的熔煉規(guī)范和鍛造、冷卻規(guī)范防止。)
④對高速鋼,因為它降低了它的硬度而被視為有害雜質,當Ni≈2%時或更高時,由于其抗600~660℃回火穩(wěn)定性降
低而熱硬性變壞(使A體穩(wěn)定不分解),所以硬度降低。
⑤同樣,因為Ni降低鋼之淬火層的硬度,在軸承鋼中也不希望有它,Ni不大于0.30%,且Ni+Cu不大于0.50%(Cu不大于0.25%)。
⑥Ni雖可提高電阻,促使矽石墨化,但會降低磁感和最大磁導率。所以硅鋼片也不希望有Ni。
⑦Ni在我國早,價錢高。
⑧Ni鋼氧化容易起鱗,所鎳鋼的氧化鐵皮粘在鋼表面上不易脫落。
(3)一般合金鋼中的Ni含量:
滲碳鋼:含C=0.15~0.25%
Ni=1~4.5%
調質鋼:含C=0.35~0.55%
Ni=1~1.75%
不銹鋼:含Ni≤2%M體不銹鋼,含Ni=8~18%A體不銹鋼。含Ni=2~8%M‐P體類不銹鋼。
耐熱不起皮鋼:含Ni達9~36%,屬A體鋼。
磁鋼:含Ni<25%的(Ni25、Ni9Mn9等)為弱磁性鋼,用930~1000℃淬火能很好不被磁化,可用于制機器,儀表等
不應被磁化零件(電機環(huán)、指南針盒、電阻等)。
含Ni=25~30%的是陳化磁性鋼,它具有非常高的磁性,當殘余磁感應為5000~7500高斯時,矯頑磁力可達500~700
奧斯特甚至1000,但它具有高的脆性(和硬度),所以多做鑄造磁鐵。
含Ni=35~37%的是恒范合金(不變合金)
Ni=42~44%的是類鉑合金。
含Ni=50~80%的是高導磁率的合金,(但要很純,才能發(fā)揮作用)
【S元素】
1、鋼中的有害雜物,含硫較高的鋼在高溫進行壓力加工時,容易脆裂,通常叫作熱脆性。
2、硫來源于煉鋼的礦石與燃料焦炭。它是鋼中的一種有害元素。硫以硫化鐵(FeS)的形態(tài)存在于鋼中,FeS和Fe形成低熔點(985℃)化合物。而鋼材的熱加工溫度一般在1150~1200℃以上,所以當鋼材熱加工時,由于FeS化合物的過早熔化而導致工件開裂,這種現象稱為“熱脆”。含硫量愈高,熱脆現象愈嚴重,故必須對鋼中含硫量進行控制。
高級優(yōu)質鋼:S<0.02%~0.03%;優(yōu)質鋼:S<0.03%~0.045%;普通鋼:S<0.055%~0.7%以下。
3、硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產生熱脆性,降低鋼的延展性和韌性,在鍛造和軋制時造成裂紋。硫對焊接性能也不利,降低耐腐蝕性。所以通常要求硫含量小于0.055%,優(yōu)質鋼要求小于0.040%。在鋼中加入0.08‐0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常稱易切削鋼。
4、硫在鋼中為有害之雜質,硫與鐵化合成為FeS,與錳化合成MnS,其結果:
a.會增加鋼的熱脆性
b.硫含量0.2%以上,就會嚴重影響鋼的強度和韌性
c.硫可使鋼強度降低,因此有利於鋼的切削,但除了易切鋼之外,極少利用。
5、對焊接性產生不好影響;
6、硫的有益作用是:
1)由于其切屑發(fā)脆而可得到非常光澤的表面,所以可用于制要求負荷不大而具高表面光潔度的鋼制件(名為快削鋼)。
2)某些高速鋼工具鋼進行硫化表面以達到如下目的。
7、硫的不良影響是:
1)引起熱脆:主要是因易生成(Fe+FeS)易熔共晶體分布于奧氏體晶界所致。
2)硫能使結構鋼的塑性急劇降低,使工具鋼的淬裂敏感性增高。
8、一般合金鋼中的含S量:
1)一般地說,硫對各種鋼均為有害的雜質元素,所以均限制它的含量。