钢中存在氧?是因为它需要呼吸?

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五阿哥钢铁平台 发表于 2020-8-13 阅读: 307 回复: 0 [复制链接] [只看楼主]
发表于 2020-8-13 14:54:49 显示全部楼层
老实说,钢中有铁、有碳、有杂质金属,都属于正常。
那么有氧呢?有氮?这些属于常见的气体的分子,有影响吗?
搞笑点看,也许是因为钢也需要“呼吸”?
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了解这一问题,首先要先知道钢铁中氧氮的存在形式

1、氧的存在形式
氧是以化合态和游离态共存的,一般游离态很少,主要是以Fe2O3、Fe3O4、FeO以及金属氧化物夹杂、硅酸盐、铝酸盐、含氧硫化物以及类似的夹杂化合物的形式存在

2、氮的存在形式
钢中一部分氮是呈金属氮化物或者碳氮化物的形态;如今特种合金钢中所加入的大多数元素,在适当条件下能形成氮化物。这些元素包括锰、铝、硼、钨、铌、钽、锆、硅和稀土等。另一部分的氮是以氮原子的形式固溶在钢中。极少数情况下,氮以分子形式夹杂于气泡中或者吸附在钢的表面。

这么看起来,是不是危害不大?
其实,它们都是钢中的有害杂质。
氧能使钢热脆,氮能使钢冷脆!

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1、氧的危害
氧对钢的机械性能产生不良影响,不仅是氧的浓度,而且含氧的夹杂物的多少、类型及其分布等也有很重要的影响。
炼钢需要脱氧,因为凝固期间,溶液中氧和碳反应会生成一氧化碳,可以造成气泡。另外,冷却时氧可以作为FeO、MnO以及其他氧化夹杂物从溶液中析出,从而削弱其热加工或冷加工性,以延展性、韧性、疲劳强度和钢的械加工性能。氧与氮和碳还能引起老化或者硬度在室温下自发的增加。
2、氮的危害或作用
氮不能一概而论的归结为有害气体元素,因为有些特种钢是有目的的加入氮。所有的钢均含有氮,其存在量取决于钢的生产方法,合金元素的种类、数量及其加入方式等。钢铁中的氮大部分是呈金属氮化物的形态。影响主要有下面三类:
(一)、氮对钢的显微组织及热处理的影响
① 氮和碳一样可固溶于铁,形成间隙固溶体。
② 氮扩大钢的奥氏体相区,是一种很强的形成和稳定奥氏体元素,其效力约是镍的20倍,在一定限度内可代替部分镍用于钢中。
③ 渗入钢表面的氮与铬、铝、钒、钛等元素可生成极稳定的氮化物,成为表面硬化和强化元素。
④ 氮使高铬和高铬镍钢的组织致密坚实。
⑤ 钢中残留氮含量过高会导致宏观组织疏松或产生气孔。
(二)、氮对钢的力学性能的影响
① 氮有固溶强化作用,能够提高钢的淬透性。
② 含氮铁素体钢中,在快冷后的回火或在室温长时间停留时,由于析出超显微氮化物,可发生沉淀硬化,氮也使低碳钢发生应变时效现象
③ 提高高铬钢和高铬镍钢的强度和冲击韧度,而塑性并不降低。
④ 提高钢的蠕变强度和高温持久强度。
(三)、氮对钢的物理、化学及工艺性能的影响
① 氮对不锈钢的耐蚀性无显著影响。
② 氮的质量分数大于0.16%时,会使抗氧化性恶化。
③ 含氮钢的冷作变形硬化率较高。
④ 氮可降低高铬铁素体钢的晶粒长大倾向,从而改善其焊接性能。

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