金属材料中比较重要的元素为碳、硅、锰、硫和磷,对材料的性能影响*显著。对材料的物理性能影响*大的元素是碳,碳含量的高低直接影响钢铁组织变化,例如奥氏体钢和马氏体钢,从而影响钢材的物理性能。硅作为脱氧剂,炼钢过程必不可少。沸腾钢的含硅量很低,而在镇静钢中硅的含量一般为0.12%~0.37%。钢中硅含量的增加,会相应提高屈服强度和抗拉强度,例如调质结构钢中硅含量增加1.0%~1.2%,强度可提升15%~20%。但是,硅含量的提高会降低钢材的伸长率和收缩率,冲击韧性明显降低。硫作为钢中的有害元素,在炼钢过程引入,会降低韧性和延展性,造成钢材在热加工过程开裂,因此钢材含硫量都严格控制。
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