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钢管不同化学成分比例对其性能的影响

钢材是由不同化学元素组成的物质,其不同元素含量决定了其主要性能的基数,再通过不同的处理手段或强化、或弱化,或衍生出其更加丰富的物理化学性能。那么不同的化学元素对其性能的影响是怎样的?下面巨特管业和您一起来探讨一下:

钢材不同成分比例对其性能的影响——巨特管业

钢管-巨特管业

含碳2%以下的铁碳合金称为钢。碳素钢中的五元素是指化学成分中的主要组成物,即C、Si、Mn、S、P(碳、硅、锰、硫、磷)。其次是在炼钢过程中不可避免地会混入气体,含O、H、N(氧、氮、氮)。此外,采用铝一硅脱氧镇静工艺时,必然在钢水中会含有AI,当AIs (酸溶铝)≥0.020%时,还有细化晶粒的作用。

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无缝钢管-巨特管业

化学元素对钢性能的影响如下:

1.碳(C):碳在钢中是仅次于铁的主要元素,含碳量增加,钢材强度提高,而塑性和韧性、尤其是低温冲击韧性下降,同时可焊性、抗腐蚀性、冷弯性能明显降低。因此结构用钢的含碳量一般不应超过0.22%,对焊接结构应低于0.2%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

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钢管深加工-巨特管业

2、锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,适量的猛含量可以有效地提高钢材的强度,又能消除硫、氧对钢材的热脆的影响,而不显著降低钢材的塑性和韧性。一般钢中含锰0.30-0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就成为“锰钢”,较一般含锰量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,可提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11-14%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。锰量增高,减弱钢的耐腐蚀能力,降低焊接性能。

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钢管应用-巨特管业

3.硅(si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和强脱氧剂,所以镇静钢含有0.15- 0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅成为合金元素。适量的硅可提高钢材的强度,而对塑性、韧性、冷弯性能和可焊性无明显不良影响。硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于制作弹簧钢。在调质结构钢中加人1.0- 1.2%的硅,强度可提高15- 20%。硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。含硅1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。当硅含量过大时,会降低钢材的塑性、韧性、抗锈蚀性和可焊性。

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厚壁钢管-巨特管业

4、磷(P): 在一般情况下,磷是钢中有害元素。会增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低些。

5、铝(AI): 铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝,可细化晶粒,提高冲击韧性,如作深冲薄板的08AI钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能,铝与铬、硅合用,可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。

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无缝钢管应用-巨特管业

6、钼(Mo):钼能使钢的晶粒细化,提高淬透性和热强性能,在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力后发生变形,称蠕变)。结构钢中加入钼,能提高机械性能,还可以抑制合金钢由于淬火引起的脆性。在工具钢中可提高红硬性。

7、硫(S):硫在通常情况下也是有害元素。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。硫对焊接性能也不利,降低钢的耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%, 优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。

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矩形钢管

8、铬(Cr):在结构钢和工具钢中,铭能显著提高强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性。铭又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,因而是不锈钢、耐热钢的重要合金元素。

9、钛(Ti):钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密,细化晶粒;降低时效敏感性和冷脆性,改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入话当的钛,可避免晶间腐蚀。

10、钒(V):钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒,提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物,在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。

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无缝钢管货场-巨特管业

11、稀土(Xt):稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。这些元素都是金属,但他们的氧化物很像“土”,所以习惯上称稀土。钢中加人稀土,可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质,从而改善了钢的各种性能,如韧性、焊接性,冷加工性能。在犁铧钢中加人稀土,可提高耐磨性。

12、钨(W):钨熔点高,比重大,是贵重的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨,可显著提高红硬性和热强性,作切削工具及锻模具用。

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无缝钢管-巨特管业

13、镍(Ni):镍能提高钢的强度,而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力,在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源,故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。

14、铌(Nb):铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性,提高强度,但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌,可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌,可防止晶间腐蚀现象。

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无缝钢管生产车间-巨特管业

15.钴(Co):钴是稀有的贵重金属,多用于特殊钢和合金中,如热强钢和磁性材料。

16.硼(B):钢中加人微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能,提高强度。

17、氮(N)、氧(0):也是有害杂质,在金属熔化的状态下可以从空气中进人。氧能使钢热脆,其作用比硫剧烈:氮能使钢冷脆,与磷相似。但氮能提高钢的强度,低温韧性和焊接性,增加时效敏感性。

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巨特管业无缝钢管车间

18、铜(Cu):武钢用大冶矿石所炼的钢,往往含有铜。铜能提高强度和韧性,特别是大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆,铜含量超过0.5%塑性显著降低。当铜含量小于0.50%对焊接性无影响。

当然化学元素还有很多,山东普华永道钢管还没有完全和您分析交流。如果您想了解更多的钢材性能欢迎关注我,让我们共同学习进步。

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