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钢中碳与杂质对性能的影响(硫和磷)

硫和磷是钢中的有害杂质。硫和铁形成FeS,FeS和铁形成低熔点(985°C)的低共熔物,主要存在于晶界。当钢在1200-800°C进行热加工时,由于共晶熔化,钢沿晶界晶化。开裂,这种现象称为钢的“热脆性”。

室温下的磷会降低钢的可塑性和韧性,特别是钢的脆性断裂,导致“冷脆性”,从而降低钢的冷加工性和可焊接性。磷不仅会降低可塑性,还会提高钢的脆性转变温度,这对低温使用钢构成了潜在威胁。

但是硫和磷有时具有积极的一面。例如,MnS有益于断屑,并起润滑剂作用以减少工具磨损。因此,用于自动切削车床的易切削钢的硫含量为0.15%,以提高钢的机械加工性并改善加工效果。硫也具有减摩作用,某些钢制零件或工具可以提高表面硫化后的耐磨性。炮弹钢中的磷含量高,其目的是提高钢的脆性,增加弹片的破碎度,并提高弹丸的致死性。但是对于碳素钢,总是希望这两个元素尽可能小,并且它们的含量是评估钢质的主要指标。

资料来源:《金属工艺基础与实践》 /刘劲松主编。 北京:清华大学出版社,2007.5

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