冶金设备与工艺
特殊质量级钢 [P]≤0.025%;
有的甚至要求 [P]≤0.010%。
但对于某些钢种,如炮弹钢,耐腐蚀钢则需添加一定的P元素。
(二)钢中的硫
硫对钢的性能会造成不良影响,钢中硫含量高,会使钢的热加工性能变坏,即造成钢的“热脆”性。
硫在钢中以FeS的形式存在,FeS的熔点为1193℃,Fe与FeS组成的共晶体的熔点只有985℃。液态Fe与FeS虽可以无限互溶,但在固熔体中的溶解度很小,仅为0.015%-0.020%。
当钢中的[S]>0.020%时,由于凝固偏析,Fe-FeS共晶体分布于晶界处,在1150-1200℃的热加工过程中,晶界处的共晶体熔化,钢受压时造成晶界破裂,即发生“热脆”现象。
如果钢中的氧含量较高,FeS与FeO形成的共晶体熔点更低(940℃),更加剧了钢的“热脆”现象的发生。
锰可在钢凝固范围内生成MnS和少量的FeS,纯MnS的熔点为1610℃,共晶体FeS-MnS(占93.5%)的熔点为1164℃,它们能有效地防止钢热加工过程的“热脆”。
冶炼一般钢种时要求将[Mn]控制在0.4%-0.8%。在实际生产中还将[Mn]/[S]比作为一个指标进行控制,[Mn]/[S]对钢的热塑性影响很大。从低碳钢高温下的拉伸实验发现提高[Mn]/[S]比可以提高钢的热延展性。一般[Mn]/[S]≥7时不产生热脆,如图6所示。