钢种P、S、O、H、N等元素的具体危害

钢种P、S、0、H、N等元素的具体危害磷对钢性能的影响磷在钢中以磷化铁的形式存在，一般用P表示。它对钢性能的具 体影响是：1）能恶化钢的焊接性能；2）降低钢的塑性和韧性，使钢产生冷脆性，即在低温条件下钢的 冲击韧性明显降低；3）能提高易切削钢的切削性能；4）能改善钢液的流动性，提高钢液的铸造性能；5）能提高合金钢耐大气和海水的腐蚀能力；6）能提高电工用硅钢的导磁率。对绝大多数钢种而言，P是一种有害元素。硫对钢性能的影响硫在钢中多以硫化物形式存在，如FeS、MnS等，硫对钢性能产 生以下影响：1）使钢产生热脆现象。所谓热脆现象是指钢坯或钢锭在高温条 件下（如1100笆）进行轧制时，会产生断裂的现象。2）对钢的力学性能产生不利影响。3）使钢的焊接性能降低。4）能改善易切削钢的切削性能。5）使钢的耐腐蚀性能降低。由于硫对绝大多数钢种而言是有害的，所以脱硫是炼钢的主要任 务之一。氧的危害各种炼钢方法中，都是利用氧化法来去除钢中的大部分杂质元素 和有害物质。这就使氧化后期钢中溶入了过量的氧。例如氧气转炉终 点3C0.1%时，钢中氧3O般为0.035%0.069%，而此成 分下固体钢中最多只能溶解0.003%的氧。这些多余的氧在钢液凝固 时将逐渐从钢液中析出，形成夹杂物或气泡，严重影响钢的性能，其 具体表现是：1）严重降低钢的力学性能，尤其是塑性和韧性。2）大量气泡的产生影响浇注的正常进行，将会破坏锭或坯的合理 结构，严重影响钢锭质量，甚至造成废品。3）钢中的氧能加剧硫的热脆危害氢对钢性能的影响氢在钢中基本上有害无利。随着钢的强度的提高，氢对钢的危害性 则更为严重。但在一般情况下，要完全除去钢中的氢几乎是不可能的。 氢在钢中的不良影响主要有以下几方面：1）使钢产生“氢脆”。氢能使钢的塑性和韧性明显降低，即产 生“氢脆”现象。对于高强度钢来讲，“氢脆”的影响更严重。钢中的“氢脆”属于滞后破坏。表现在应力作用下，经过一段时 间钢突然发生脆断。2）使钢产生“白点”。所谓“白点”是指在钢材断面上呈银白 色的斑点。其实质是一个有锯齿形边缘的微小气泡，又叫发裂。它的 产生与氢脆不同，它是钢从高温冷却到室温时产生的。“白点”也使 钢的塑性和韧性明显降低。3）产生石板断口。其主要原因是：氢含量高的地方会出气泡， 在气泡的周围易出现C、P、S和夹杂物的偏析，这些缺陷在钢材热加 工时被拉长，但不能焊合，于是形成石板断口。4）产生氢腐蚀。在高温高压作用下，钢中的氢即高压氢会使钢产 生网络状裂纹，严重时还可以鼓泡，这种现象称氢腐蚀。氮对钢性能的影响氮对钢的性能有利有弊。氮对钢的不良影响是：1）引起钢的时效硬化。在低碳钢中，氮能引起钢的时效硬化现象， 表现为钢的强度、硬度随时间的推移而增大，而塑性则有所下降。只 有当N的质量分数小于0.0006%时，才能免除时效硬化的可能。2）氮会使钢产生“蓝脆”。淬火钢在250400笆回火后，塑韧性 不仅不增大，反而下降，这个温度范围的钢呈蓝色，故叫“蓝脆”。3）氮和氢综合作用使钢产生缺陷。氮和氢的综合作用会使镇静钢 锭产生结疤和皮下气泡，使轧钢生产中出现裂纹和发纹，影响钢的质 量。氮对钢有益的一面是:1）钢中的氮能和Al、Ti等形成A1N、TiN等高熔点的细小颗粒。均匀弥散分布的AlN、TiN等能细化晶粒，从而提高钢的强度和塑性， 对改善焊接性能也有良好作用。2）能提高钢的强度和耐磨性。实际生产中常用渗氮的方法来改善钢表面的耐磨性，同时也能使钢表面的抗蚀性和疲劳强度有所改善。