教学课件-碳素钢（常存杂质元素对钢性能的影响）课件讲解

主讲教师：崔广磊国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库知识点：碳素钢--常存杂质元素对钢性能的影响

汽车车身材料国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库

汽车车身材料碳素钢中含有杂质元素的种类各种杂质元素对碳素钢性能的影响主要内容

汽车车身材料一、杂质元素的种类实际使用的钢中，除了含有铁、碳与合金元素外，在冶炼过程中，不可避免地要带入一些杂质（如锰、硅、硫、磷、非金属类杂质以及某些气体，如氮、氢、氧等）。这些杂质对钢的质量有很大的影响。国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库

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汽车车身材料二、杂质元素对碳素钢性能的影响国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库

汽车车身材料1.锰（Mn）——有益元素来源：用锰铁脱氧后残留在钢中的。作用：③提高P的相对量，并使P细化，提高钢的强度；④形成MnS（熔点：1620℃）降低或消除热脆倾向。②溶于F，形成置换固溶体， “固溶强化”①

清除钢中的氧化铁，改善钢的质量；含量：WMn=0.25-0.80%金属锰国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库

汽车车身材料2.硅(Si)——有益元素来源：用硅铁脱氧后残留在钢中的。作用：②溶于F，形成置换固溶体， “固溶强化”①

清除钢中的氧化铁，改善钢的质量；含量：

WSi=0.17-0.37%

金属硅国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库

汽车车身材料“热脆”其他危害：降低焊接性能、形成硫化物夹杂引起高温龟裂、最易引起偏析。硫化物夹杂

（Fe+FeS）熔点：985℃3.硫——有害元素来源：由矿石和燃料带入钢中的。作用：

含量：WS＜0.05%

非金属硫国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库

汽车车身材料Titanic号采用了含硫高的钢板，产生了热脆，导致韧性很差。Titanic号钢板（左图）和近代船用钢板（右图）的冲击试验结果国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库

汽车车身材料

建造中的Titanic号可以看到船身上长长的焊缝国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库

汽车车身材料“冷脆”比利时阿尔伯特运河钢桥因磷高产生冷脆于1938年冬发生断裂坠入河中以[Fe3P]或[Fe2P]形式存在于晶界韧脆转变温度升高4.磷——有害元素含量：Wp＜0.045%来源：由矿石和燃料带入钢中的。作用：“冷脆”5.非金属夹杂物

汽车车身材料在炼钢过程中，少量炉渣、耐火材料及冶炼中反应产物可能进入钢液，形成非金属夹杂物。例如氧化物、硫化物、硅酸盐、氮化物等。它们都会降低钢的机械性能，特别是降低塑性、韧性及疲劳极限。严重时，还会使钢在热加工与热处理时产生裂纹或使用时突然脆断。6.氢脆——又称白点是溶于钢中的氢，聚合为氢分子，造成应力集中，超过钢的抗拉强度，在钢内部形成细小的裂纹。

氢脆只可防，不可治。

汽车车身材料7.蓝脆发生在钢表面有蓝色氧化膜的温度范围，因此，称为蓝脆。

由形变时效引起的，在300℃左右抗拉强度、硬度升高，而塑性、韧性下降的现象。

汽车车身材料小结国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库

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清除钢中的FeO

1.锰：有益元素与S化合成MnS，减轻或消除S的有害作用。WMn＜0.80%

溶于F，形成置换固溶体，使F强化

清除钢中的FeO

2.硅：有益元素

溶于F，形成置换固溶体，使F强化

WSi＜0.4%

3.硫：有害元素（热脆——高温时钢材变脆）。WS＜0.05%