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钢中的杂质元素

● 钢中成分除Fe、 C元素外，还有原料及炼铁炼钢时遗留的Si、Mn、P、S、N、O、H等杂质元素及为改善性能加入的合金元素如Cr、Ni、Mo、W等。

钢中几个杂质元素对性能的影响主要有：

1. Si元素

Si作为脱氧剂加入钢中: 2FeO+Si→2Fe+SiO2。它溶于铁素体中，对钢的强度有强化作用。

2. Mn元素

炼钢时脱除铁矿石中的O、S，需添加Mn元素：

脱氧： FeO＋ Mn →Fe+MnO

脱硫： FeS＋ Mn →Fe+MnS

Mn是有益元素，溶于铁中形成置换固溶体，溶于渗 碳体中形成合金渗碳体，对钢的强度有一定的强化作用.

3. P元素

P是从矿石中带入的，溶于铁素体中，使钢强化、硬度增大，但塑性、韧性会大大下降，引起“冷脆”,导致冷加工和焊接性能变坏，尤其在低温环境下冷脆现象更严重，应严格控制wP ＜ 0.045％。

4. S元素

S是炼铁时主要由焦炭带入的。它在钢中以FeS形式使钢变脆，尤其FeS和Fe能形成低熔点(9850C)共晶体(FeS＋Fe)。当钢在10000C～12000C热轧时，分布在奥氏体晶界上的共晶体(FeS＋Fe)处于熔化，使钢材轧裂，故称为钢的“热脆”。一般通过加入Mn元素形成高熔点MnS（16000C）解决S的热脆问题。

5. N元素

钢中溶入过量的N后，在低温下N以Fe2N、Fe4N形式析出，使钢的强度、硬度提高，但塑性、韧性下降，称为“时效”脆化。一般可通过加入Al、Ti、V解决。

6. O元素

炼钢时C会形成FeO、Al2O3、SiO2、MnO等非金属夹杂物，使钢性能变坏。夹杂物易引起应力集中，在疲劳载荷作用下成为开裂源，故应严格控制其含量。

7. H元素

H是以原子态或分子态存在于钢中，引起“氢脆”，并产生“白点”形成微裂纹，常在缺陷处聚集产生很大的应力，使钢“发裂”，故要严格控制其含量。