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水利工程材料检测

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《水利工程材料检测》简明教程

《水利工程材料检测》项目组

2015年3月

目录

TOC\o1-3\h\u1.碳（C） -1-

3.锰（Mn） -1-

4.硫（S）和磷（P） -1-

5.氧（O）和氮（N） -2-

6.铝、钛、钒、铌 -2-

2-

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强建筑钢材化学成分对钢材性能的影响

钢材的性能主要决定于其中的化学成分。钢的化学成分主要是铁和碳，此外还有少量的硅、锰、磷、硫、氧和氮等元素，这些元素的存在对钢材性能也有不同的影响。

1.碳（C）

碳是形成钢材强度的主要成分，是钢材中除铁以外含量最多的元素。含碳量对普通碳素钢性能的影响如图7-8所示。由图可看出，一般钢材都有最佳含碳量，当达到最佳含碳量时，钢材的强度最高。随着含碳量的增加，钢材的硬度提高，但其塑性、韧性、冷弯性能、可焊性及抗锈蚀能力下降。因此，建筑钢材对含碳量要加以限制一般不应超过图7-8含碳量对碳素结构钢性能的影响

0.22﹪，在焊接结构中还应低于0.20﹪。

2.硅（Si）

硅是还原剂和强脱氧剂，是制作镇静钢的必要元素。硅适量增加时可提高钢材的强度和硬度而不显著影响其塑性、韧性、冷弯性能及可焊性。在碳素镇静钢中硅的含量为0.12﹪～0.3﹪，在低合金钢中为0.2﹪～0.55﹪。硅过量时则钢材的塑性和韧性明显下降，而且可焊性能变差，冷脆性增加。

3.锰（Mn）

锰是钢中的有益元素，它能显著提高钢材的强度而不过多降低塑性和冲击韧性。锰有脱氧作用，是弱脱氧剂。同时还可以消除硫引起的钢材热脆现象及改善冷脆倾向。锰是低合金钢中的主要合金元素，含量一般为1.2﹪～1.6﹪，过量时会降低钢材的可焊性。

4.硫（S）和磷（P）

硫是钢中极其有害元素，属杂质。钢材随着含硫量的增加，将大大降低其热加工性、可焊性、冲击韧性、疲劳强度和抗腐蚀性。此外，非金属硫化物夹杂经热轧加工后还会在厚钢板中形成局部分层现象，在采用焊接连接的节点中，沿板厚方向承受拉力时，会发生层状撕裂破坏。因此，对硫的含量必须严加控制，一般不超过0.045﹪～0.05﹪，Q235的C级与D级钢要求更严。

磷可提高钢材的强度和抗锈蚀能力，但却严重降低钢材的塑性、韧性和可焊性，特别是在温度较低时使钢材变脆，即在低温条件下使钢材的塑性和韧性显著降低，钢材容易脆裂。因而应严格控制其含量，一般不超过0.045﹪。但采取适当的冶金工艺处理后，磷也可作为合金元素，含量在0.05﹪～0.12﹪之间。

5.氧（O）和氮（N）

也是钢中的有害元素，氧能使钢材热脆，其作用比硫剧烈；氮能使钢材冷脆，与磷类似，故其含量应严格控制。

6.铝、钛、钒、铌

均是炼钢时的强脱氧剂，也是钢中常用的合金元素。可改善钢材的组织结构，使晶体细化，能显著提高钢材的度，改善钢的韧性和抗锈蚀性，同时又不显著降低塑性。