土建工程师实训考点：钢材化学成分

钢材化学成分

钢材主要化学成分是铁和碳元素，此外，还有少量的硅、锰、硫、磷等，在不同情况下往往还需考虑氧、氮及各种合金元素。.

(1)碳。

碳是决定钢材性质的重要元素。土木建筑工程用钢材含碳量不大于0.8%。在此范围内，随着钢中碳含量的增加，强度和硬度增加，而塑性、韧性和冷弯性能相应降低;碳还可显著降低钢材的可焊性，增加钢的冷脆性和时效敏感性，降低抗大气腐蚀的能力。

(2)硅。

硅在钢中是有益元素，是我国钢筋用钢的主要合金元素，炼钢时起脱氧作用。当硅在钢中的含量较低(小于1%)时，随着含量的加大可提高钢材的强度、疲劳极限、耐腐蚀性和抗氧化性，而对塑性和韧性影响不明显。当含量提高到1.0%-1.2%时，塑性和钿性明显下降，焊接性能变差，并增加钢材的冷脆性。

(3)锰。

锰是我国低合金钢的主要合金元素，炼钢时能起脱氧去硫作用，使强度和硬度提高，还能消减硫和氧引起的热脆性，使钢材的热加工性能改善。锰含量一般在1.0%-2.0%范围内，当含量小于1.0%时，对钢的塑性和韧性影响不大;含量大于1.0%时，在提高强度的同时，塑性和軔性有所降低，焊接性能变差，耐腐蚀性降低。

(4)硫。

硫是很有害的元素，呈非金属硫化物夹杂物存于钢中，具有强烈的偏析作用，降低冲击軔性、耐疲劳性和抗腐蚀性等性能。硫化物造成的低熔点使钢在焊接时易于产生热裂纹，加大钢材的热脆性，显著降低焊接性能。

(5)磷。

磷是有害元素，含量提高，钢材的强度提高，塑性和初性显著下降，特别是温度越低，对軔性和塑性的影响越大。磷在钢中偏析作用强烈，使钢材冷脆性增大，并显著降低钢材的可焊性。但磷可提高钢的耐磨性和耐腐蚀性，在低合金钢中可配合其他元素作为合金元素使用。

(6)氮。

氮对钢材性质的影响与碳、磷相似，可使钢材的强度提高，但塑性特别是韧性明显下降。氮还会加剧钢的时效敏感性和冷脆性，使其焊接性能变差。

(7)氧。

氧是冶炼氧化过程中进人钢水，经脱氧处理后残留下来的，是钢中的有害杂质。氧含量增加使钢的力学性能降低，塑性和韧性降低。氧有促进时效倾向的作用，还能使热脆性增加，焊接性能较差。

(8)钛。

钛是强脱氧剂，可显著提高钢的强度，但稍降低塑性。由于钛能细化晶粒，故可改善初性。钛能减少时效倾向，改善焊接性能。

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