碳素鋼的性能主要取決于鋼的含碳量和顯微組織。在退火或熱軋狀態(tài)下,隨含碳量的增加,鋼的強(qiáng)度和硬度升高,而塑性和沖擊韌性下降。焊接性和冷彎性變差。所以工程結(jié)構(gòu)用鋼,常限制含碳量。
碳素鋼中的殘余元素和雜質(zhì)元素如錳、硅、鎳、磷、硫、氧、氮等,對碳素鋼的性能也有影響。這和影響有時互相加強(qiáng),有時互相抵銷。例如:硫、氧、氮都能增加鋼的熱脆性,而適量的錳可減少或部分抵銷其熱脆性。殘余元素除錳、鎳外都降低鋼的沖擊韌性,增加冷脆性。除硫和氧降低強(qiáng)度外,其它雜質(zhì)元素均在不同程度上提高鋼的強(qiáng)度。幾乎所有的雜質(zhì)元素都能降低鋼的塑性和焊接性。
冶煉、加工對碳素鋼性能的影響碳素鋼大都采用氧氣轉(zhuǎn)爐和平爐冶煉,優(yōu)質(zhì)碳素鋼也采用電弧爐生產(chǎn)。根據(jù)煉鋼過程脫氧程度的不同,碳素鋼可分為鋼、沸騰鋼和介于兩者之間的半鋼。冶煉方法對鋼的性能影響,主要是通過鋼的純凈度而起作用的。近年來人們通過真空處理、爐外精煉和噴吹技術(shù)等,都可獲得更高純凈度的鋼,從而顯著改善了碳素鋼的品質(zhì)。
低碳鋼的時效通常有淬火時效和應(yīng)變時效兩種,都是由間隙元素作用引起的,主要是由于碳、氮、氧的重新分布所造成。
淬火時效即鋼由高溫快速冷卻后性能隨時間而變化的現(xiàn)象。鋼中含碳量、脫氧程度和含氮量對淬火時效都有很大影響,低碳鋼、脫氧不充分的沸騰鋼和含氮量較高的鋼發(fā)生淬火時效顯著,含碳約0.3%的中碳鋼,由淬火時效所引起的性能變化已大為減弱,含碳約0.6%的高碳鋼,實際上不起時效硬化作用。
農(nóng)業(yè)廢鋼鐵
農(nóng)業(yè)廢鋼鐵來源于損壞的各種農(nóng)業(yè)設(shè)施如閘、壩、橋、具、工器具等,由于我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化起步較晚,尚不發(fā)達(dá),農(nóng)業(yè)廢鋼中廢鑄鐵、工具鋼較多。