1. 硫(S)、氧(O)在碳素鋼中的作用


   硫和氧作為雜質(zhì)元素常以非金屬化合物(如FeS、FeO)形式存在于碳素鋼中,形成非金屬夾雜,從而導(dǎo)致材料性能的劣化,尤其是硫的存在常引起材料的熱脆。硫和磷常是鋼中要控制的元素,并以其含量的多少來評定碳素鋼的優(yōu)劣。


  由于FeS可與鐵形成共晶,并沿晶界分布。Fe-FeS共晶物的熔點為985℃,當在1000~1200℃溫度下,對材料進行壓力加工時,由于它已經(jīng)熔化而導(dǎo)致晶粒開裂,使材料呈現(xiàn)脆性。這種現(xiàn)象常稱為熱脆。


2. 磷(P)、砷(As)、銻(Sb)在碳素鋼中的作用


  ①. 磷、砷和銻作為雜質(zhì)元素,它們對提高碳素鋼的抗拉強度有一定的作用,但同時又都增加鋼的脆性,尤其低溫脆性。磷和砷又都是造成碳素鋼嚴重偏析的有害元素。磷對鋼的焊接性不利,它能增加焊裂的敏感性。


    由于磷以固溶形式存在于鐵素體中,影響鐵素體的晶格變形,使碳素鋼在常溫下呈現(xiàn)脆性。這種現(xiàn)象常稱為冷脆。


  ②. 由于低合金鋼熔點較高,磷、砷、銻等雜質(zhì)元素容易在高溫下遷移聚集,從而導(dǎo)致低合金鋼的高溫回火脆性。一般情況下,低合金鋼均采用較高級的冶煉方法(如電爐冶煉),故其硫、磷等雜質(zhì)元素含量較低。


3. 鎢(W)在碳素鋼中的作用


   ①. 鋼中含鎢量高時有二次硬化作用,有紅硬性,以及增加耐磨性。鎢對鋼的淬透性、回火穩(wěn)定性、力學(xué)性能的影響均與鉬相似,但以質(zhì)量計,其作用效果不如鉬顯著。鎢提高鋼在高溫下的蠕變抗力與熱強性,當與鉬復(fù)合使用時,效果更佳。


   ②. 鎢能提高鋼的抗氫作用的穩(wěn)定性。鎢通常加入低碳和中碳的高級優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼中,鎢能阻止熱處理時晶粒的長大和粗化,降低其回火脆化傾向,并顯著提高鋼的強度和韌性。