题目

非合金钢中常存杂质元素,为什么锰和硅是有益元素,而硫和磷是有害元素?

题目解答

答案

答:锰和硅在钢中具有脱氧除硫的作用,同时还能提高钢的强度和硬度,因此是有益元素。硫形成FeS夹杂,在晶界处有严重偏析,并与铁形成低熔点的共晶体,使钢在热加工时开裂,形成热脆。磷能够剧烈降低钢的韧性,尤其是低温韧性,因此硫与磷都是有害元素。

解析

步骤 1：锰和硅的作用
锰和硅在非合金钢中主要起到脱氧和除硫的作用。它们与氧和硫反应生成稳定的氧化物和硫化物，从而减少钢中的气孔和夹杂物，提高钢的纯净度和力学性能。
步骤 2：锰和硅对钢的强化作用
锰和硅还能提高钢的强度和硬度。锰可以固溶强化钢基体，提高钢的淬透性；硅则可以细化晶粒，提高钢的强度和韧性。
步骤 3：硫和磷的有害作用
硫在钢中形成FeS夹杂，FeS与铁形成低熔点的共晶体，导致钢在热加工时开裂，产生热脆现象。磷则能剧烈降低钢的韧性，尤其是低温韧性，使钢在低温下容易发生脆性断裂。