1. 硫(S)、氧(O)在碳素鋼中的作用
硫和(he)氧作為雜(za)質元(yuan)素(su)常以非金屬(shu)(shu)化合(he)物(如FeS、FeO)形(xing)式(shi)存在于碳(tan)素(su)鋼中,形(xing)成非金屬(shu)(shu)夾雜(za),從(cong)而(er)導致(zhi)材料性能(neng)的劣(lie)化,尤(you)其是硫的存在常引起材料的熱脆。硫和(he)磷常是鋼中要控(kong)制的元(yuan)素(su),并(bing)以其含量(liang)的多少來評定(ding)碳(tan)素(su)鋼的優劣(lie)。
由(you)于(yu)FeS可與鐵形成(cheng)共晶(jing),并(bing)沿晶(jing)界分布。Fe-FeS共晶(jing)物的(de)熔點為(wei)985℃,當在1000~1200℃溫度(du)下,對材料(liao)進行壓力加工時,由(you)于(yu)它已經(jing)熔化而導致晶(jing)粒開裂,使材料(liao)呈現脆性。這種現象常(chang)稱為(wei)熱脆。
2. 磷(P)、砷(As)、銻(Sb)在(zai)碳素鋼中的(de)作用
①. 磷(lin)、砷和(he)銻作(zuo)為雜質元(yuan)(yuan)素(su),它(ta)們(men)對(dui)提(ti)高碳(tan)素(su)鋼(gang)(gang)的(de)抗(kang)拉強度(du)有一定的(de)作(zuo)用(yong),但同時又(you)都增(zeng)加鋼(gang)(gang)的(de)脆性,尤其低溫脆性。磷(lin)和(he)砷又(you)都是造(zao)成碳(tan)素(su)鋼(gang)(gang)嚴重偏析(xi)的(de)有害元(yuan)(yuan)素(su)。磷(lin)對(dui)鋼(gang)(gang)的(de)焊接性不利,它(ta)能增(zeng)加焊裂的(de)敏感性。
由于磷以固(gu)溶(rong)形式存(cun)在于鐵(tie)素體(ti)中,影響(xiang)鐵(tie)素體(ti)的晶格變形,使(shi)碳素鋼在常溫下呈現(xian)脆性(xing)。這種現(xian)象(xiang)常稱為冷(leng)脆。
②. 由(you)于低合金(jin)(jin)鋼熔點較高(gao)(gao),磷(lin)、砷、銻等(deng)雜質元(yuan)(yuan)素(su)容易在高(gao)(gao)溫下(xia)遷移聚集,從(cong)而導致(zhi)低合金(jin)(jin)鋼的(de)高(gao)(gao)溫回(hui)火脆性。一般情況下(xia),低合金(jin)(jin)鋼均采用較高(gao)(gao)級的(de)冶煉(lian)方(fang)法(如電爐冶煉(lian)),故(gu)其硫、磷(lin)等(deng)雜質元(yuan)(yuan)素(su)含量較低。
3. 鎢(W)在(zai)碳素鋼中的作用
①. 鋼中含(han)鎢(wu)(wu)量(liang)高(gao)時(shi)(shi)有二次硬化作用(yong),有紅硬性(xing)(xing),以及增加耐磨性(xing)(xing)。鎢(wu)(wu)對(dui)鋼的(de)淬透性(xing)(xing)、回火穩定性(xing)(xing)、力學性(xing)(xing)能的(de)影響均與(yu)鉬(mu)相似(si),但以質量(liang)計(ji),其作用(yong)效果不如鉬(mu)顯著。鎢(wu)(wu)提高(gao)鋼在高(gao)溫下(xia)的(de)蠕變抗力與(yu)熱強性(xing)(xing),當與(yu)鉬(mu)復合使用(yong)時(shi)(shi),效果更佳(jia)。
②. 鎢能(neng)提高(gao)鋼(gang)的(de)抗氫作用的(de)穩定性(xing)。鎢通常加(jia)入低碳和中碳的(de)高(gao)級優質(zhi)合金(jin)結構鋼(gang)中,鎢能(neng)阻止熱處理時(shi)晶粒的(de)長(chang)大和粗化,降低其回火脆化傾向(xiang),并顯著提高(gao)鋼(gang)的(de)強度和韌性(xing)。

