硫磷元素對鋼材焊接性能的影響及碳當(dāng)量概念

1、硫磷對鋼材焊接的影響硫磷對鋼材焊接的影響1硫硫是由生鐵及燃料帶入鋼中的雜質(zhì)。在固態(tài)下，硫在鐵中的溶解度極小，而是以FeS的形態(tài)存在于鋼中。由于FeS的塑性差，使含硫較多的鋼脆性較大。更嚴(yán)重的是，F(xiàn)eS與Fe可形成低熔點(diǎn)（985℃）的共晶體，分布在奧氏體的晶界上。當(dāng)鋼加熱到約1200℃進(jìn)行熱壓力加工時(shí)，晶界上的共晶體已溶化，晶粒間結(jié)合被破壞，使鋼材在加工過程中沿晶界開裂，這種現(xiàn)象稱為熱脆性。為了消除硫的有害作用，必須增加鋼中含錳量。錳與硫

2、優(yōu)先形成高熔點(diǎn)（1620℃）的硫化錳，并呈粒狀分布在晶粒內(nèi)，它在高溫下具有一定塑造性，從而避免了熱脆性。硫化物是非金屬夾雜物，會(huì)降低鋼的機(jī)械性能，并在軋制過程中形成熱加工纖維組織。因此，通常情況下，硫是有害的雜質(zhì)。在鋼中要嚴(yán)格限制硫的含量。但含硫量較多的鋼，可形成較多的MnS，在切削加工中，MnS能起斷屑作用，可改善鋼的切削加工性，這是硫有利的一面。2磷磷由生鐵帶入鋼中，在一般情況下，鋼中的磷能全部溶于鐵素體中。磷有強(qiáng)烈的固溶強(qiáng)化作用，

3、使鋼的強(qiáng)度、硬度增加，但塑性、韌性則顯著降低。這種脆化現(xiàn)象在低溫時(shí)更為嚴(yán)重，故稱為冷脆。一般希望冷脆轉(zhuǎn)變溫度低于工件的工作溫度，以免發(fā)生冷脆。而磷在結(jié)晶過程中，由于容易產(chǎn)生晶內(nèi)偏析，使局部地區(qū)含磷量偏高，導(dǎo)致冷脆轉(zhuǎn)變溫度升高，從而發(fā)生冷脆。冷脆對在高寒地帶和其它低溫條件下工作的結(jié)構(gòu)件具有嚴(yán)重的危害性，此外，磷的偏析還使鋼材在熱軋后形成帶狀組織。因此，通常情況下，磷也是有害的雜質(zhì)。在鋼中也要嚴(yán)格控制磷的含量。但含磷量較多時(shí)，由于脆性較大，

4、在制造炮彈鋼以及改善鋼的切削加工性方面則是有利的。硫磷氮氧對鋼材性能有何影響硫磷氮氧對鋼材性能有何影響非金屬夾雜物對鋼的強(qiáng)度、塑性、斷裂韌性、切削、疲勞、熱脆以及耐蝕等性能有很大影響。一般認(rèn)為，夾雜物的成分、數(shù)量、形狀、分布以及在基體中的空間分布等影響鋼的性能。S.Ruddnik[26]指出，只有當(dāng)非金屬夾雜物的尺寸小于1μm，且其數(shù)量少、夾雜物彼此之間的距離大于10μm時(shí)，才不會(huì)對材料的宏觀性能造成影響。當(dāng)然，不同鋼種用途不同，對夾雜

5、物的要求也不一樣，例如，不同鋼種和不同受力狀態(tài)時(shí)，夾雜物對性能無害的臨界尺寸是不同的。（1）非金屬夾雜物對鋼的強(qiáng)度影響夾雜物對鋼的強(qiáng)度的影響與顆粒尺寸密切相關(guān)。通過在燒結(jié)鐵中加入不同尺寸（0.01－35μm）、形狀（球形和棱角的）、比例（0－8%）的氧化鋁顆粒進(jìn)行試驗(yàn)焊接性的Ce(碳當(dāng)量)評估CE≤0.4%焊接性好；當(dāng)CE=0.4~0.6%焊接性稍差，焊前需適當(dāng)預(yù)熱；當(dāng)CE≥0.6%焊接性較差，屬難焊材料，需采用較高的預(yù)熱溫度和嚴(yán)格的工