碳及杂质对钢性能的影响

碳及杂质对钢性能的影响碳素钢又称碳钢，是指碳的质量分数wc<1.5%，不含特意加入合金元素，而含有少量的 S、P、Si、Mn等杂质的铁碳合金的总称。碳素钢之所以应用广泛，主要是它具有许多优良的性能,能基本上满足加工和使用的要求，同时还具有冶炼容易、资源丰富、价格便宜的优点。因此,在工程建筑、交通运输、机械制造和国防等部门得到广泛应用，被大量用于制造工程结构、机械零件和各种工具等。
ONE碳的影响
碳是钢中最主要的元素之一，对钢的性能起着决定性的作用，尤其是对力学性能的影响更为显著。碳的质量分数小于0.77%的碳素钢中。随碳的质量分数增加,钢的强度和硬度升高,而塑性和韧性降低。当碳的质量分数超过1.0%以后，硬度虽继续升高，但强度、塑性和韧性都降低、脆性增大。
TWO硫的影响
硫是钢中的主要杂质之一，在室温下钢中硫一般不溶于铁，而与铁化合生成低熔点(熔点约为1190℃)的化合物FeS；还会进一步与铁发生共晶，生成熔点更低的共晶体FeS-Fe(熔点为985℃)。在锻造、轧制等加热中，共晶体易发生熔化，削弱了晶界的强度，一经锻、轧就会沿晶界开裂。这种因含硫过高而引起的开裂现象称为硫的“热脆性”。铸钢虽不锻造和轧制，但若含硫过高，在铸造应力的作用下也有可能发生热裂现象。硫还会与钢中杂质形成非金属夹杂而降低钢的强度和韧性。
THREE磷的影响&#160;
磷在高温时溶解于铁中，而低温时则以Fe3P(硬脆化合物)的形式析出于晶界上，削弱了晶界的强度，降低了金属的塑性和韧性。而且温度越低，脆性越明显。这种在常温下出现的脆性称为“冷脆性”。冷脆给低温下使用的金属带来了很大的危害，容易发生低温下的脆断现象，给冷变形加工也带来了开裂的可能性。
FOUR锰的影响
锰有较强的脱氧能力，常作为冶炼时的脱氧剂加入钢中，以提高钢液的质量。锰在钢中能提高钢的强度和硬度，适当提高锰在碳钢中的含量，有利于提高碳钢的强度，如优质碳素钢Mn的质量分数为0.7%~1.2%。如制造强度比较高的传动轴,常可以由40Mn来代替45钢制造。锰在钢中能与硫首先生产高熔点的(熔点为1620℃)硫化物MnS，从而减轻了硫在钢中的有害作用。冶炼时加入适量的锰，不但能清除FeO，还能清除硫的有害影响。
FIVE硅的影响
硅也有较强的脱氧能力，加入钢中能清除FeO，改善钢的质量。硅能提高钢的强度和硬度,故被看作钢中的有益杂质。同时，硅能促使钢中碳化物Fe3C分解,生成石墨,从而破坏了钢的组织，使力学性能降低，冶炼时要适当控制硅的含量，目前碳钢中Si的质量分数均小于0.4%。

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