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碳素钢中含碳量的多少是直接影响钢性质的因素
硅:碳素钢中普通含硅为0.05%〜0.35%。硅作为脱氧 剂加入钢中,能消除FeO夹杂,能使钢的强度和硬度增加。 所以随着含硅量的增多,钢的强度和硬度加大,但同时韧性降低,容易脆裂,故一般对硅在碳钢中的含量加以适当的控 制,一般多限制在0.08%至0.37%之间。
锰:锰在碳钢中有脱氧和去硫的作用,并且能增加钢的 强度、硬度和韧性,使碳钢耐磨,所以锰对碳钢的性质有好 的影响,不过在含碳较高的钢中含锰过多容易脆裂,所以应 丨当加以控制。一般在碳钢中的含锰量为0.4〜0.7%。
磷:磷对钢是个有害元素。因磷和铁能化合生成磷化 铁,使钢水在凝固时发生偏析,磷化铁又使钢在常温发脆 (常温脆性);磷虽能使钢强度、硬度增加,但伸长率显著 减少。由于上述原因,碳钢含磷量—定要在0.1%以下。
硫:硫在钢里与铁能化合生成硫化铁,在高温时硫化铁 会熔融在钢的结晶中间,造成偏析,破坏钢的延展性并在锻 轧时发生龟裂,产生热脆性(高温脆性),而且硫化铁还能 造成熔接困难。此外,硫除和铁化合外,又与锰化合成硫化锰。也发生偏析,使钢受到伤害。所以硫在碳钢中的含量限 制得极严,一般低级钢含硫贵不超过0.08%,高级钢则不超 过 0.02%。
其它杂质的影响:氧、氮、氢都是有害杂质,氧在钢中 多形成氧化物夹杂,使钢变脆,持久性和冲击韧性大大降 低,切削加工性能变坏。氮在钢中偏析程度很大,氮虽能提 高钢的强度和硬度,但随着含氮景的增加使钢韧性急剧降 低,是使钢具有时效老化的主要元素。而氢的危害性就更 大,它使钢的塑性极端恶化,甚至断裂。在钢的断口上由氢
引起的裂纹是银白色的圆点,称为“白点”。钢中含量应不超过 0.001%。
由于钢和铁都是铁和碳的合金,里面都含有硅、锰、硫、 磷等元素,所以要区别钢与铁主要是根据以下三个方面:
1.化学成分方面:铸铁的含碳量为2 %以上,钢为 0.05〜2 %,铸铁里的碳,有一部分是游离状的(石墨碳), 钢里的碳则是化合状的。此外,铸铁含杂质较多,钢里面的 杂质较低,且限制严格。
2. 强度、韧性方面:铸铁性脆,抗压强度比较高,但 抗拉强度较低/钢却较韧,抗压抗拉强度均甚高。
3-其它性质方面,铸铁熔点较低,约1100〜1200摄氏度钢的熔点较髙,约1400摄氏度左右。
在工艺方面,铸铁可铸,不可锻, 钢可铸,也可锻。
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