影响钢材性能的因素(影响钢材强度因素有哪些)

影响钢材性能的因素(影响钢材强度因素有哪些)

Q1：影响钢材强度因素有哪些?

决定钢材机械和加工等性能的主要因素是钢材的化学成分及其微观组织结构，与钢材的冶炼、浇注、轧制等生产过程也有密切的关系。此外，钢结构的加工、构造、尺寸、受力状态、及其所的环境温度等对其钢材的机械性能也有重要的影响。一、 化学成分钢的主要化学成分是铁（Fe，在普通碳素钢中约占99%）和少量的碳（C）。此外有锰（Mn）、硅（Si）、等有利元素，以及熔炼中很难除尽或混入的硫（S）、磷（P）、氧（O）、氮（N）、氢（H）、等有害杂质元素。在合金钢中还有特意添加以改善钢材性能的某些合金元素,如锰、钒（V）等。碳、锰、硅和杂质元素以及合金元素的含量虽少,但对钢材性能有很大的影向。二、 冶炼、浇注、轧制过程的影响我国目前钢结构用钢主要是由电炉和氧气转炉冶炼而成的，这两种冶炼方法炼制的钢的质量大体相当。钢冶炼后因浇注方法（脱氧程度或方法）的不同而分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢。三、 热处理的作用普通钢材轧制后是自然堆放冷却而不做热处理。如经适当的热处理，则可显著提高其强度并保持其良好的塑性和韧性。一般钢结构中目前尚不采用热处理钢材，使对少数强度较高的低合金结构钢，规定应经热处理，高强度螺栓则是用一些强度较高的优质碳素结构钢或低合金结构钢，制成螺栓后进行热处理调质（淬火后高温回火），以进一步提高其强度和质量性能。四、残余应力的影响热轧型钢中的热轧残余应力是因其热轧后不均匀冷却而产生的。型钢热轧终结时，截面各处的温度大体相同，但其边缘、尖角及薄细部位因与空气接触表面多而冷固较快，其余部分冷固较迟。先冷却部位常形成强劲的约束，阻止后冷却部位金属的自由收缩，从而常使随后冷却部位受拉，在型钢中产生复杂的残余应力分布。此后钢材的调直和加工（剪切、气割、焊接等）还将改变这种分布。钢材或构件经退火或其它方法处理后，其残余应力可部分乃至全部消除。鉴于目前钢铁行业产能严重过剩，产品同质化现象十分普遍，不管是低端产品，还是高端产品，都存在这种情况。对此，乐从钢铁世界网认为：“企业的技术研发人员要改变观念，为钢铁企业向服务型方向转型做好技术支撑，就是要根据市场和客户信息，提前介入，根据客户潜在和未来的需求来研发不同阶段的新产品。”

Q2：钢材中的化学成分对钢材性能主要有什么影响

如下元素是不同钢种都有的化学元素。1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀;
此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增加，会降低钢的焊接性能。3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11－14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。4、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。5、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。当然，不同的钢种还有其他元素对钢材的性能影响大。如不锈钢，镍（Ni),铬（Cr）对性能影响也很大。

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