杂质及合金元素对钢的塑性影响

HEATS

　　钢的高温塑性除与冶金质量和锻造热参数等因素有关外，主要取决于它的化学成分。

# @* D2 `& Q( A* ^" J 6 c# |/ B; ~4 t/ r. u) W [: d

　　硫在固溶体中的溶解度极小，在钢中常以FeS的形式存在，FeS与Fe形成低熔点(约985℃)共晶体，分布于晶界，当钢在800～1200℃进行锻造时，会因晶界发生熔化而开裂，呈热脆性，因而限制钢中的硫含量在0.03%以下。

8 e5 S7 I$ [1 D5 Z

　　磷可溶于铁素体，使钢的强度、硬度提高，但使其塑性、韧性显著下降，尤其在低温时要为严重，即使钢呈现冷脆性。

$ s% O+ t7 o0 `2 t" ]3 p3 b

　　氮可溶于铁素体，当钢快冷后在200～250℃加热时，会有氮化物析出，使钢的硬度、强度上升，塑性、韧性大为下降，即使钢呈现蓝脆性(时效脆性)。

　　氧在钢中形成的氧化物夹杂如MnO,SiO2,Al2O3等，它们的熔点高，硬而脆，其数量、大小及分布情况对钢的塑性有一定影响。而FeO与FeS可形成低熔点(约930℃)共晶体，加剧钢的热脆性。

- H$ M2 y1 R) b9 @! q( J N' q

　　氢含量高的钢锻造时易产生龟裂，并在冷却过程中易形成白点等缺陷。

H! t1 N: S, [9 U 1 t- W+ q _* P+ C3 u* V* ^) x8 J

　　碳在锻造温度范围内，若能全部溶入奥氏体，则对钢的塑性影响不大。只有当钢的含碳量较高时，由于较多渗碳体甚至莱氏体从固溶体中析出，钢的塑性才大为下降。

　　锰在钢中可优先形成MnS(熔点为1620℃)，从而减小钢的热脆性。当锰含量大于0.8%时，作为合金元素，促进晶粒长大，使钢容易产生过热。

[! W/ F/ T! g: C' {: m' o8 [

　　镍在冶炼过程中可提高钢的吸气能力，尤其是吸收氢的能力，促进钢中形成气泡或产生裂纹。镍与钢中的硫易结合形成低熔点共晶体(Ni3S2—Ni)，熔点约为640℃，分布于晶界上，在锻造时引起热脆性。

( |6 ~) q# u6 l0 x8 t. d" _; P

　　铬是铁素体形成元素，铁素体型的高铬钢晶粒长大倾向大，容易产生过热。当含碳量少时，所有的铬钢(一直到30%)塑性都是好的，可以顺利地进行锻造。

! }% y3 D- U" u: i6 Z0 A

　　钨是典型的碳化物形成元素，主要通过它所形成的碳化物起作用，钨对钢塑性的影响视其形成碳化物的数量、大小和分布而定。

y& P u4 t0 P/ w! T

　　钒能细化晶粒，在高温下阻止晶粒长大，是一种显著提高钢的高温塑性的元素。但当钒的含量超过它在r—Fe中的溶解度时，将引起晶粒粗化，塑性降低。

　　钼的碳化物在高温下难于溶解，可阻碍晶粒长大，减轻过热倾向。若钼与硫结合形成MoS，因MoS的熔点较低(1100～1200℃)，且其共晶体沿晶界分布呈网状，锻造时容易沿晶界产生裂纹。

　　铜在钢或合金中，若不溶于固溶体时，便成为游离铜，游离铜在高温下沿晶界扩散，当锻造温度高于铜的熔点(1080℃)时，因铜液破坏了晶粒间的连续性，将导致发生裂纹或龟裂。

, t. b% N2 V, g* O+ s, r6 u ( p8 p% P2 h/ V! ]# o, _( [

　　钛与硫形成TiS，其熔点高于FeS，可减轻高硫钢的热脆性。

) z2 D- T: n4 S8 g' e* ~) l

　　硼被认为是强化和净化晶界的元素，故可提高钢或合金的塑性，但多量的硼易形成FeB，沿晶界析出，降低钢的塑性。

$ F% Y" j" c& b