碳钢主要元素?及每个元素对钢铁的性质影响
碳钢主要元素为碳、矽、锰、磷、硫,对钢铁的性质影响很大,兹分别论述于下:
一、碳由于含碳量变化时,钢内的组织因此会有所改变,机械性质亦随之变化
c<0.8%时,肥粒体少而波来体增加,故硬度、抗拉强度、降伏点等乃随含碳量增高而增大。c>0.8%后,随c量之增加、雪明碳铁开始游离出现,
故强度增大的情形会减小,抗拉强度与降伏点曲线会变成水平,硬度则呈线性增加。断面缩率、伸长率(延性)及衝击值(韧性)则随含碳量增高而减小。
如表1为碳钢正常化后之机械性质与碳含量之关系。
二、锰锰常与铁共存,故碳钢皆含有少量的锰。钢内之锰易与结合,可消除硫之有害影响。低碳钢中之锰固溶于肥粒体内,
使之有增强的效果(锰在肥粒体内的溶解度为3%),唯锰含量在0.30%以下者,其增强效果不大。高碳钢中,锰与碳结合成Mn3C,
且与Fe3C相溶合成(Fe,Mn)3C,更增强其强度及硬度,唯延性会则降低。含碳及锰量低时,锰虽不影响高温锻延性,却有害其常温之可锻性。
三、矽矽在钢内可防止气孔形成、增进收缩作用、且有助于钢液流动性等益处。缺点为减低碳在铁中之溶解度。矽可促进Fe3C之分解(石墨化),
若含矽量够高,且经适当处理,钢内的雪明碳铁会分解,释出石墨,成为石墨钢。普通钢料含之矽量在0.3%以下者居多。矽含量在1.85%以下时,可完全固溶于肥粒体内。
四、磷磷在钢中含量很少,普通钢品之含磷量限于0.05%以下,故磷大多固溶于肥粒体,会使其晶粒粗大化,降低延、
展性而增高强度、硬度。使钢在低温时变脆而具有冷脆性(coldsbortneas),故寒带地方使用之产品,含磷量限在0.04%以下。磷也有助于钢之耐大气腐蚀性
五、硫硫有助于钢之易切性,但含硫量高时,含锰须多,否则钢料即有热脆性,易在热轧时断裂
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