常用碳素钢中各元素对其性能的影响

2022-09-27

压力管道中除螺栓材料外，常用的碳素钢为含碳量小于0.25%的亚共析钢，而螺栓材料则常用含碳量为0.25～0.45%的亚共析钢。

碳素钢中，其主要影响元素是碳(C)。除此之外，尚有硅(Si)、硫(S)、氧(0)、磷(P)、砷(b)、锑(Sb)等杂质元素

a 碳(C)在碳素钢中的作用

1）碳素钢随含碳量的增加，其强度和硬度增加，而塑性、韧性和焊接性能下降。

2)当含碳量大于0.25%时，碳钢的可焊性开始变差，故压力管道中一般采用含碳量小于0.25%的碳钢。

3)含碳量的增加，其球化和石墨化的倾向增加。

b硅(S)在碳素钢中的作用

1)判断其脱氧程度。为了保正碳素钢的质量，除沸腾钢和半镇静钢外，硅在钢中的含量应≮0.1%。

◆硅是碳素钢中的常见元素之一，但它一般不是主加元素，而是用于炼钢时的脱氧。硅和氧的亲合力仅次于铝和钒，而强于Mn、Cr、V，所以在炼钢过程为常用的还原剂和脱氧剂。

2)起到提高硬度和强度的作用。硅含量超过3％时，将显著地降低钢塑性、韧性和可焊性。

c硫（S）、氧(0)在碳素钢中的作用

硫和氧作为杂质元素常以非金属化合物(如FeS、FeO)型式存在于碳素钢中，形成非金属夹杂，从而导致材料性能的劣化，尤其是S的存在常引起材料的热脆。

硫和磷常是钢中要控制的元素，并以其含量的多少来评定碳素钢的优劣。

d磷(P)、砷(As)、锑(Sb)在碳素钢中的作用

磷、砷、锑在钢中有一些类似的作用。作为杂质元素，它们对提高碳素钢的抗拉强度有一定的作用，但同时又都增加钢的脆性。