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C、Si、Mn、P、S--鋼中的五大常委元素,無論現(xiàn)存的鋼種,還是正在研發(fā)將要面世的鋼種,都以這5大元素為根基。
它們以C為核心,緊密的團(tuán)結(jié)在一起,牢固的樹立起鋼的基本框架結(jié)構(gòu),為豐富多彩的鋼材世界開花結(jié)果、布枝散葉,并引領(lǐng)全世界人民為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、文化、社會(huì)、生態(tài)文明高度統(tǒng)一的世界夢(mèng)而不斷勇攀高峰。
碳(C)元素簡(jiǎn)歷
生于1789年(法國(guó)人拉瓦錫在他的教科書中將碳列在元素表中)。碳是核心元素,是對(duì)鋼影響最重要的元素,也是區(qū)分鋼和鐵的主要標(biāo)志,其對(duì)鋼鐵的性能起著決定性的作用(如強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性、焊接性能等)。由于碳的存在,才能將鋼進(jìn)行熱處理,才能調(diào)節(jié)和改變其力學(xué)性能,碳是鋼中所有元素的核心。
硅(Si)元素簡(jiǎn)歷
生于1787年(法國(guó)人拉瓦錫首次發(fā)現(xiàn)硅存在于巖石中)。硅在鋼中主要以固溶體形式存在,其可增加鋼液的流動(dòng)性,防止鋼液內(nèi)氣孔生成,增加鋼液的收縮作用等優(yōu)點(diǎn)。硅在鋼中還能增加鋼材的硬度和強(qiáng)度。
含硅稍高的鋼材易于鑄造,能增加鋼的電阻及耐酸性,但同時(shí)也降低鋼的延展性。碳素鋼中的硅含量一般不大于0.40%(鋼的沖擊韌性會(huì)顯著降低)。
錳(Mn)元素簡(jiǎn)歷
生于1774年(瑞典人柏格曼將它命名為manganese)。錳易與鋼中硫化物結(jié)合成硫化錳,降低硫的有害影響;其可抑制鋼中晶粒之成長(zhǎng),增加鋼的硬度、強(qiáng)度、韌性等。但錳含量的增高會(huì)降低鋼的塑性以及焊接性能。
磷(P)元素簡(jiǎn)歷
生于1669年(德國(guó)人布朗特發(fā)現(xiàn)命名)。磷在鋼鐵中以固溶體和磷化物形態(tài)存在,通常情況下是有害雜質(zhì),含磷量超過0.10%時(shí),便會(huì)增加鋼的回火脆性以及焊接裂紋敏感性;磷會(huì)降低常溫時(shí)鋼材的沖擊值,稱為冷脆性;磷易使鋼產(chǎn)生偏析,即使把鋼加熱至高溫時(shí),亦難擴(kuò)散而仍停留于原處,當(dāng)軋制或鍛造時(shí),偏析部分會(huì)形成細(xì)而長(zhǎng)的帶狀組織,給加工帶來缺陷。
在制造炮彈或手榴彈時(shí),有時(shí)會(huì)利用其冷脆特性,稍提高其含量。
硫(S)元素簡(jiǎn)歷
生于1777年(法國(guó)人A.L.Lavoisier確認(rèn)為一種元素)。硫在鋼材中主要以硫化物形態(tài)存在。硫含量超過0.02%時(shí)就會(huì)降低鋼的強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率及沖擊值,其中硫化鐵的共晶組織會(huì)在晶界處形成網(wǎng)狀的低熔點(diǎn)薄膜,熱加工時(shí)會(huì)先行溶解,鋼材加工時(shí)會(huì)從此處產(chǎn)生裂紋,稱為熱脆性。但硫可增加鋼材的易切削性。