碳鋼法蘭:把含碳量小于2.11%而不含有特意加入合金元素的鋼稱為碳素鋼,簡(jiǎn)稱碳鋼法蘭。
常存元素對(duì)鋼性能的影響
碳鋼法蘭中除鐵和碳兩個(gè)主要元素外,煉鋼原料總是存在一定的雜質(zhì),而且在冶煉過程還會(huì)帶入一些雜質(zhì),如Si、Mn、P、S、非金屬夾雜物及氧、氮、氫等氣體。它們對(duì)鋼的性能和質(zhì)量有一定的影響。
(1)錳(Mn)。錳主要來(lái)自煉鋼脫氧劑。脫氧后殘留在鋼中的錳可溶于鐵素體和滲碳體中,使鋼的強(qiáng)度和硬度提高。此外,錳還與硫形成MnS,從而減輕硫?qū)︿摰挠泻ψ饔谩K藻i是鋼中的有益元素,其含量一般為0.25%~0.80%。
(2)硅(Si)。硅是煉鋼后期,以硅鐵脫氧劑進(jìn)行脫氧反應(yīng)后殘留在鋼中的元素。硅能溶于鐵素體,對(duì)鋼有一定的強(qiáng)化作用,所以硅是鋼中的有益元素。但由于含量少,故其強(qiáng)化作用不大,一般應(yīng)控制在0.17%~0.37%之內(nèi)。
(3)硫(S)。硫是由生鐵及燃料帶入鋼中的有害元素。它在鋼中與鐵生成化合物FeS,F(xiàn)eS與鐵形成共晶體(Fe+FeS),熔點(diǎn)低(985℃)。當(dāng)鋼材加熱到1000~1200℃進(jìn)行軋制或鍛造時(shí),沿晶界分布的共晶體已經(jīng)熔化,各晶粒間連接被破壞,導(dǎo)致鋼材開裂,這種現(xiàn)象稱為熱脆性。因此,硫是鋼中的有害元素,其含量不得超過0.05%。
(4)磷(P)。磷是由生鐵帶入鋼中的有害元素。磷部分溶解在鐵素體中形成固溶體,部分在結(jié)晶時(shí)形成脆性很大的化合物Fe3P,使鋼在低溫下(一般為100℃以下)的塑性和韌性急劇下降,這種現(xiàn)象稱為冷脆性。鋼中含磷量達(dá)到0.10%時(shí),冷脆性就很嚴(yán)重了。因此,磷是鋼中的有害元素,一般鋼中含磷量限制在0.04%以下。
(5)非金屬夾雜物。鋼中的非金屬夾雜物有氧化物、硫化物和硅酸鹽等。這些夾雜物是煉鋼反應(yīng)產(chǎn)生而未能完全排除,或是從爐渣、爐體、鑄錠設(shè)備等耐火材料中帶入的。非金屬夾雜物降低鋼的強(qiáng)度、塑性,因而夾雜物越少,鋼的質(zhì)量越好。