常存杂质元素对碳钢钢材性能的影响
普通碳素钢除含碳以外,还含有少量锰(Mn)、硅(Si)、硫(S)、磷(P)、氧（O）、氮（N）和氢（H）等元素.这些元素并非为改善钢材质量有意加入的,而是由矿石及冶炼过程中带入的,故称为杂质元素.这些杂质对钢性能是有一定影响,为了保证钢材的质量,在国家标准中对各类钢的化学成分都作了严格的规定.
l.硫
硫来源于炼钢的矿石与燃料焦炭.它是钢中的一种有害元素.硫以硫化铁(FeS)的形态存在于钢中,FeS和 Fe形成低熔点(985℃)化合物.而钢材的热加工温度一般在1150～1200℃以上,所以当钢材热加工时,由于 FeS化合物的过早熔化而导致工件开裂,这种现象称为“热脆”.含硫量愈高,热脆现象愈严重,故必须对钢中含硫量进行控制.高级优质钢：S＜0.02%～0.03%；优质钢：S＜0.03%～0.045%；普通钢：S＜0.055%～0.7%以下.
2.磷
磷是由矿石带入钢中的,一般说磷也是有害元素.磷虽能使钢材的强度、硬度增高,但引起塑性、冲击韧性显著降低.特别是在低温时,它使钢材显著变脆,这种现象称"冷脆".冷脆使钢材的冷加工及焊接性变坏,含磷愈高,冷脆性愈大,故钢中对含磷量控制较严.高级优质钢：P＜0.025%；优质钢：P＜0.04%；普通钢：P＜0.085%.
3.锰
锰是炼钢时作为脱氧剂加入钢中的.由于锰可以与硫形成高熔点(1600℃)的 MnS,一定程度上消除了硫的有害作用.锰具有很好的脱氧能力,能够与钢中的FeO成为MnO进入炉渣,从而改善钢的品质,特别是降低钢的脆性,提高钢的强度和硬度.因此,锰在钢中是一种有益元素.一般认为,钢中含锰量在0.5%～0.8%以下时,把锰看成是常存杂质.技术条件中规定,优质碳素结构钢中,正常含锰量是0.5%～0.8%；而较高含锰量的结构钢中,其量可达0.7%～1.2%.
4.硅
硅也是炼钢时作为脱氧剂而加入钢中的元素.硅与钢水中的FeO能结成密度较小的硅酸盐炉渣而被除去,因此硅是一种有益的元素.硅在钢中溶于铁素体内使钢的强度、硬度增加,塑性、韧性降低.镇静钢中的含硅量通常在0.1%～0.37%,沸腾钢中只含有0.03%～0.07%.由于钢中硅含量一般不超过0.5%,对钢性能影响不大.
5.氧
氧在钢中是有害元素.它是在炼钢过程中自然进入钢中的,尽管在炼钢末期要加入锰、硅、铁和铝进行脱氧,但不可能除尽.氧在钢中以FeO、MnO、SiO2、Al2O3等夹杂形式,使钢的强度、塑性降低.尤其是对疲劳强度、冲击韧性等有严重影响.
6.氮
铁素体溶解氮的能力很低.当钢中溶有过饱和的氮,在放置较长一段时间后或随后在200～300℃加热就会发生氮以氮化物形式的析出,并使钢的硬度、强度提高,塑性下降,发生时效.钢液中加入Al、Ti或V进行固氮处理,使氮固定在AlN、TiN或VN中,可消除时效倾向.
7.氢
钢中溶有氢会引起钢的氢脆、白点等缺陷.白点常在轧制的厚板、大锻件中发现,在纵断面中可看到圆形或椭圆形的白色斑点；在横断面上则是细长的发丝状裂纹.锻件中有了白点,使用时会发生突然断裂,造成不测事故.因此,化工容器用钢,不允许有白点存在.氢产生白点冷裂的主要原因是因为高温奥氏体冷至较低温时,氢在钢中的溶解度急剧降低.当冷却较快时,氢原子来不及扩散到钢的表面而逸出,就在钢中的一些缺陷处由原子状态的氢变成分子状态的氢.氢分子在不能扩散的条件下在局部地区产生很大压力,这压力超过了钢的强度极限而在该处形成裂纹,即白点.
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