有害元素S.P对金属材料会产生哪些影响?可以采用什么方式避免?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/21 18:16:39

S在通常情况下是有害元素.使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹.
P在一般情况下,是有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏.
在钢的冶炼中,不可能除尽所有的杂质,所以实际使用的碳钢中除碳以外还含有少量的锰、硅、硫、磷、氧、氢、氮,由于他们的存在,会影响钢的质量和性能。
硫是钢中的有害元素,它是在炼钢时由矿石和燃料带到钢种来的杂质。硫只能溶于钢液中,在固态铁中几乎不能溶解。,而是以FeS夹杂的形式存于固态钢种。
硫的最大危害是引起钢在热加工时开裂,这种现象叫热脆,防止热脆的方法是往钢中加入适当的锰Mn,由于锰和硫的化学亲和力大于铁和硫的化学亲和力,所以在含锰的钢中硫便与锰形成了MnS,避免了FeS的形成。MnS的熔点为1600°C,高于热加工温度,并在高温下具有一定的塑形,所以不会产生热脆。
但硫能提高钢的切削加工性能。在切削钢中ωs=0.08%~0.2%,同时ωMn=0.5%~1.20%.
磷是钢中的有害元素,它也是在炼钢时由矿石和生铁等炼钢原料带入的。无论在高温还是在低温,磷在铁中具有较大的溶解度,所以钢中的磷一般都固溶于铁中,磷有很强的固溶强化作用,它使钢的强度、硬度显著提高。但剧烈地降低钢的韧性,尤其是低温韧性,这种想象成为冷脆,磷的影响主要在于此。
在一般的情况下磷也具有一定的有益作用。如由于它降低了铁素体的韧性,可以用来提高钢的切削性。它与铜共存时,可以显著提高钢的耐大气腐蚀能力。

钢材在焊接过程中也有明显影响的,往往造成高温龟裂。其影响程度随着钢中的C与S的存在而加大。为了防止焊接时产生裂纹,要求焊接材料中的[S]、[P]、[C]为:
[S]+[P]<0.007/[C]
同时在焊接过程中硫易氧化生成SO?气体,使金属焊缝中产生气泡与疏松,破坏了金属焊接部位的机械强度,故高硫易切削钢几乎无法焊接。
但在滚珠轴承钢中,硫化物在一定范围内表现出有益作用从资料中查询[S]%从0.0008%增至0.013%~0.018%,可显著随着硫的增加可显著改善疲劳性能。但对有严格用途的