金屬合金材料中,碳磷硫元素的多少對于金屬材料的質(zhì)量是有很大的影響,對于這幾種元素,碳硫儀和氧氮?dú)浞治鰞x進(jìn)行檢測。
碳元素
(1)含碳量增加,使得碳素鋼的強(qiáng)度和硬度增加,而塑性、韌性和焊接性能下降。
(2)一般情況下,當(dāng)含碳量大于0.25%時,碳鋼可焊性開始變差,故壓力容器、管道中一般采用含碳量小于0.25%的碳鋼。含碳量的增加,其球化和石墨化的傾向增加。
(3)作為高溫下耐熱用的高合金鋼,含碳量應(yīng)大于或等于0.04%,但此時奧氏體不銹鋼的抗晶間腐蝕性能下降。
硫、氧在碳素鋼中的作用
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,形成非金屬雜質(zhì),從而導(dǎo)致材料性能劣化,尤其是硫的存在引起材料的熱脆。硫和磷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。
熱脆現(xiàn)象:由于FeS可與鐵形成共晶,并沿晶界分布,F(xiàn)e-FeS共晶物的熔點(diǎn)為985℃,當(dāng)在1000~1200℃溫度下,對材料進(jìn)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)象稱為熱脆。
碳硫儀針對合金材料的檢測
碳、硫元素的檢測選用紅外碳硫儀檢測,氧元素的檢測則可以使用氧氮?dú)浞治鰞x。
磷在碳素鋼中的作用
(1)磷作為雜質(zhì)元素,它們對提高碳素鋼的抗拉強(qiáng)度有一定的作用,但同時又都增加鋼的脆性,尤其是低溫脆性。
冷脆現(xiàn)象: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)象稱為冷脆。
(2)磷是可以造成碳素鋼嚴(yán)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。
(3)由于低合金鋼熔點(diǎn)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。
紅脆現(xiàn)象:合金鋼在進(jìn)行高溫回火熱處理或長期在高溫下工作時,其中的雜質(zhì)元素磷、砷、銻等容易在高溫下遷移聚集。因這些元素的熔點(diǎn)一般比合金元素低,它將“割裂”材料基體而導(dǎo)致合金鋼在高溫下呈現(xiàn)脆性。因?yàn)楹辖痄摰倪@種脆性發(fā)生在紅熱的溫度下,故稱為紅脆。
金屬合金材料中,碳硫磷等元素的變化,對于材料的質(zhì)量會有很大影響,選用合適的分析檢測儀器檢測。