钢中常见杂质元素及其作用

元素

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P

磷

炼钢过程中从炉料引入

磷微溶于钢中，当钢中含磷量较高（P＞0.1%)时,形成Fe2P在晶粒周界析出,降低钢的塑性和韧性.

S

硫

炼钢过程中从炉料引入

1、硫在钢中以FeS或FeS-Fe共晶体存在于钢的晶粒周界,降低钢的力学性能,一般限制含硫量在0.04%～0.06%(依钢种而定)

2、机械制造中,有时需要改善某些钢的切削加工性能(易切钢),为此往钢中加入适量的硫(S=0.1%～0.4%-根据钢种而定),以形成硫化物(Mn,Fe)S,起中断基体连续性(断屑)的作用

H

氢

炼钢过程中钢液从炉气中吸收氢

钢液中溶解的氢在凝固过程中因溶解降低而析出.缓慢凝固条件下,氢以针孔形态析出.快速凝固时,析出的氢在铁的晶格内造成高应力状态,导致脆性

N

氮

炼钢过程中钢液从炉气中吸收氮

1、钢液中溶解的氮在凝固过程中因溶解度降低而析出,并与钢中的Si,Al,Zr等元素化合,生成SiN,AlN,ZrN等氮化物.少量的氮化物能细化钢的晶粒.氮化物多时,会使钢的塑性和韧性降低.

2、氮属于扩大奥氏体区元素,在钢中可部分代替镍的作用,是铬锰氮不锈钢中的合金元素

3、氮固溶于奥氏体,起固溶强化作用,在超低碳不锈钢中,可代替碳的作用,提高钢的强度

O

氧

炼钢过程中钢液被氧化生成FeO

1、钢液中溶解的FeO在凝固前温度降低过程中与钢液中的碳起反应,生成一氧化碳气泡,在铸件中造成气孔

2、钢液凝固过程中,FeO因溶解度下降而析出在钢的晶粒周界处,降低钢的性能.