影响钢材材质的主要化学成分为碳C、锰Mn、硅Si、钒V、硫S及磷P等,故在材质标准中均予以限量。此外,钢熔融时从空气或水分子分解进入钢液中的氧、氮、氢等有害气体。Q235及Q345钢的化学成分限量分别见上述成分限量表。
影响钢材材质的主要化学成分
1、碳C
碳的含量影响钢材的强度、塑性、韧性及可焊性。随着含碳量的增加,钢材的屈服强度和抗拉强度可得到提高,但塑性、冷弯性能、冲击韧性、疲劳度、焊接性能及抗腐蚀性能等均将下降。因此,含碳量应予以适当限制。
2.锰Mn:
锰是一种弱脱氧剂,当锰含量小于0.8%时,可提高钢材的强度:锰也消除、氧对钢材的热脆影响,并能改善冷脆性能。但锰含量过高达1.0%~1.5%以上时,会使钢材变得脆又硬,降低可焊性及抗锈性能。
3.硅Si:
硅常作为脱氧剂加在低碳钢钢液中,制成质量较高的镇静钢。硅含量不超过0.2%时,可提高钢的强度,对塑性、冲击韧性、冷弯性能及可焊性均无显著的不良影响。过量的硅将降低钢材的塑性和冲击韧性。
4.硫S:
硫是钢材中的有害元素。硫与铁化合成硫化铁,散布在纯铁体的间层中,在800℃~1000℃高温焊、铆及热加工时,硫化铁使钢材变脆成热脆状态,可能产生热裂纹。此外,硫还会降低钢材的塑性、冲击韧性、疲劳强度和抗锈性能。因此,应严格限制含硫量。
5.磷P:
磷也是钢材中的有害元素。磷虽可提高钢材强度和抗锈性能,但严重地降低塑性冲击韧性、冷弯性能和可焊性、尤其是低温时使钢材变脆。因此,应严格限制含磷量
6.氧、氮、氢
氧和氮虽易于在钢液中溢出,含量极微,但它们对钢材有极为严重的危害性。氧的有害作用比硫更甚,使钢变脆。氮的作用类似磷,显著降低钢材的塑性、冲击韧性及增大冷脆性。氢在低温时易使钢材坐脆性破坏。因此,重要的钢结构,尤其是低温下承受动力荷载时,上述元素含量需加以限制。