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土建工程师实训考点:钢材化学成分

作者:万博  来源:万博manbetx官网  时间:2019-11-05 14:59  点击:


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  钢材主要化学成分是铁和碳元素,此外,还有少量的硅、锰、硫、磷等,在不同情况下往往还需考虑氧、氮及各种合金元素。.

  碳是决定钢材性质的重要元素。土木建筑工程用钢材含碳量不大于0.8%。在此范围内,随着钢中碳含量的增加,强度和硬度增加,而塑性、韧性和冷弯性能相应降低;碳还可显著降低钢材的可焊性,增加钢的冷脆性和时效敏感性,降低抗大气腐蚀的能力。

  硅在钢中是有益元素,是我国钢筋用钢的主要合金元素,炼钢时起脱氧作用。当硅在钢中的含量较低(小于1%)时,随着含量的加大可提高钢材的强度、疲劳极限、耐腐蚀性和抗氧化性,而对塑性和韧性影响不明显。当含量提高到1.0%-1.2%时,塑性和钿性明显下降,焊接性能变差,并增加钢材的冷脆性。

  锰是我国低合金钢的主要合金元素,炼钢时能起脱氧去硫作用,使强度和硬度提高,还能消减硫和氧引起的热脆性,使钢材的热加工性能改善。锰含量一般在1.0%-2.0%范围内,当含量小于1.0%时,对钢的塑性和韧性影响不大;含量大于1.0%时,在提高强度的同时,塑性和軔性有所降低,焊接性能变差,耐腐蚀性降低。

  硫是很有害的元素,呈非金属硫化物夹杂物存于钢中,具有强烈的偏析作用,降低冲击軔性、耐疲劳性和抗腐蚀性等性能。硫化物造成的低熔点使钢在焊接时易于产生热裂纹,加大钢材的热脆性,显著降低焊接性能。

  磷是有害元素,含量提高,钢材的强度提高,塑性和初性显著下降,特别是温度越低,对軔性和塑性的影响越大。磷在钢中偏析作用强烈,使钢材冷脆性增大,并显著降低钢材的可焊性。但磷可提高钢的耐磨性和耐腐蚀性,在低合金钢中可配合其他元素作为合金元素使用。

  氮对钢材性质的影响与碳、磷相似,可使钢材的强度提高,但塑性特别是韧性明显下降。氮还会加剧钢的时效敏感性和冷脆性,使其焊接性能变差。

  氧是冶炼氧化过程中进人钢水,经脱氧处理后残留下来的,是钢中的有害杂质。氧含量增加使钢的力学性能降低,塑性和韧性降低。氧有促进时效倾向的作用,还能使热脆性增加,焊接性能较差。

  钛是强脱氧剂,可显著提高钢的强度,但稍降低塑性。由于钛能细化晶粒,故可改善初性。钛能减少时效倾向,改善焊接性能。

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