新五害杂质及影响.pptVIP

新五害杂质及影响新五害元素是指元素周期表中的第四主族的铅（Pb）、锡（Sn）和第五主族的砷（As）、锑（Sb）和铋（Bi），这些元素的氧化位低于铁，在电炉、转炉等冶炼环节中不能有效去除，从而在铸坯或钢锭中有所富集，在轧制成钢材后，“恶化”了钢材质量。五害元素对钢材性能的影响

010203040506虽然五害元素含量不高，但由于它们原子半径大，多在晶界与表面富集，分布不均匀，因而对钢的加工及性能带来极大的危害，其主要体现在：增加钢的热脆倾向，恶化钢坯、钢材的热加工性能；造成低温脆性和高温回火脆性；降低钢的热塑性、导致连铸坯表面开裂；降低钢材的抗腐蚀性能等。As、Sb对合金结构钢疲劳性能产生较大影响。铅：周期系第IVA族元素，原子序数82，原子量270.2，熔点327.5℃，沸点1740℃，密度11.34g/cm，银灰色重金属，质柔软。钢中残余铅量极微，因绝大部分铅在冶炼过程中以蒸汽逸出钢液。由于铅和铁不生成固溶体，一般它是以微小的球状形态而存在于钢中，易发生偏析，对钢性质有一定不良影响，铅能使钢塑性略有降低，使钢的冲击值有较大降低。如因特殊用途则是在浇注过程中加入，钢中含少量铅可改善钢的切削加工性能。锡：周期系第IVA族元素，原子序数50，原子量118.69，有白锡、灰锡、脆锡三种同素异构体，熔点：白锡231.88℃、灰锡231.99℃、脆锡231.89℃，沸点：白锡2260℃、灰锡2270℃、脆锡2260℃，密度：白锡7.28g/cm，灰锡5.75g/cm，脆锡6.32~6.56g/cm。锡可大大降低钢及合金的高温机械性能，对钢的加工性能也十分有害。在钢中加入少量锡能提高钢的耐腐蚀性，其强度也有一定提高，而对塑性及韧性却影响不大。砷：周期系第VA族元素，原子序数33，原子量74.92，熔点717℃，在613℃升华，密度5.727g/cm，俗名砒，有灰、黄、黑三种同素异构体。砷在钢中常以Fe2As、Fe3As2、FeAs及固溶体形式存在，易发生偏析现象，砷与磷、屉同族，对钢性能影响有类似之处，砷能提高钢的抗拉强度和屈服点，增强抗腐蚀和抗氧化能力，但砷含量较高时（如大于0.2%）则使钢的脆性增加，延伸率、断面收缩率及韧性降低，并影响焊接王继尧等人研究认为As、Sb对合金结构钢疲劳性能产生较大影响锑：周期系第VA族元素，原子序数51，原子量121.8，熔点630.74℃，沸点1750℃，密度6.684g/cm3，锑对钢的性质有恶劣影响，一半使钢的强度降低，会不同程度的提高钢的抗腐蚀能力及耐磨性。铋：周期系第VA族元素，原子序数83，原子量208.98，熔点271.4℃，沸点1560℃，密度9.8g/cm3，由于铋在钢种几乎不熔，在冶炼过程中绝大部分以蒸汽逸出，故铋在钢中含量极微。它易偏析于晶间、相间，它在精简浓度甚至可为在合金整体浓度的8100倍，它的存在因而会引起钢的脆性，它能使不锈钢热态韧性降低，如含铋量较多，它还会降低钢的塑性，影响钢的高温强度，致使不锈钢挤压产生裂纹。如作特殊用途加少量铋入钢中，则可显著改善钢的切削加工性能。0102钢中新五害元素的来源1）国内外废钢质量情况钢中五害元素的来源复杂，各种入炉材料（如废钢、生铁、铁合金等）都有可能带入一定的五害元素，其中废钢，特别是社会、外购废钢是五害元素的主要来源，Sn是工业废钢中常见的元素。如重型废钢中Sn含量约为0.019～0.036%，Pb含量约为0.01～0.05%；打包压块废钢中的Sn含量约为0.009～0.075%，Pb含量约为0.01～0.05%。除此之外，废钢中合金钢和钢的表面涂层或镀层含的五害元素比较多，如镀锡板等。随着新科技、高科技的发展，喷涂、镀层、焊锡板以及复合高性能材料的出现，废钢中的五害元素含量必将进一步增加，预计2015年废钢中的残余元素含量将超过目前水平的1.2～1.5倍，这将对钢材的质量造成巨大的危害，这在现在即未来都是不容忽视的难题。2）铁矿石情况其中铁矿石是钢中五害元素来源之一，采用不同地区矿石的炼钢厂五害元素含量水平差别较大。使用优良的铁矿石，特别是使用纯度高的铁矿石作为原料，为生产纯净钢创造了先天条件。我国南方铁矿石中经常含有较多的As和Sb[36]，贵州省铁矿资源少，铁矿石品位低，