服务热线：椭圆形封头谈各元素对碳素钢性能的影响
2016年07月31日
沧州五森管道有限公司
压力管道中除螺栓材料外，椭圆形封头常用的碳素钢为含碳量小于0.25%的亚共析钢，而螺栓材料则常用含碳量为0.25%~0.45%的亚共析钢。
碳素钢中，其主要影响元素是碳（C）。除此之外，尚有硅（Si）、硫（S）、氧（O）、磷（P）、砷（As）、锑（Sb）等杂质元素。
1、碳（C）在碳素钢中的作用
从铁碳合金相图中可以看出，椭圆形封头碳素钢随含碳量的增加，其组织中的铁素体量在减少，而渗碳体的量则在增加，从而使得碳素钢的强度和硬度增加，而塑性、韧性和焊接性能下降。一般情况下，当含碳量大于0.25%时，碳钢的可焊性开始变差，故压力管道中一般采用含碳量小于0.25%的碳钢。
含碳量的增加，其球化和石墨化的倾向增加。
2、硅（Si）在碳素钢中的作用
硅是碳素钢中的常见元素之一，但它一般不是主加元素，而是用于炼钢时的脱氧。硅和氧的亲和力仅次于铝和钛，而强于锰、铬和钒，所以在炼钢过程为常用的还元剂和脱氧剂。为了保证碳素钢的质量，除沸腾钢和半镇静钢外，硅在钢中的含量不应少于0.1%，因此，椭圆形封头有时也根据碳素钢中是否含硅或含硅的多少来判断其脱氧程度。
硅在碳素钢中不形成碳化物，而是以固溶体的形态存在于铁素体或奥氏体中。硅固溶于铁素体和奥氏体中可起到提高它们的硬度和强度的作用。但硅含量若超过3%时，将 地降低钢的塑性、韧性、延展性和可焊性，并易导致冷脆，对中、高碳钢回火时易产生石墨化。
3、硫（S）、氧（O）在碳素钢中的作用
硫和氧作为杂质元素常以非金属化合物（如FeS、FeO）型式存在于碳素钢中，形成非金属夹杂，从而导致材料性能的劣化，尤其是硫的存在常引起椭圆形封头材料的热脆注。硫和磷常是钢中要控制的元素，并以其含量的多少来评定碳素钢的优劣。
注：由于FeS可与铁形成共晶，并沿晶界分布。Fe- FeS共晶物的熔点为985℃，当在1000℃~1200℃温度下对
4、磷（P）、砷（As）、锑（Sb）在碳素钢中的作用
磷、砷和锑是属于元素周期表中的同一族元素，因此椭圆形封头三个元素在钢中有一些类似的作用。作为杂质元素，它们对提高碳素钢的抗拉强度有一定的作用，但同时又都增加钢的脆性，尤其低温脆性。磷和砷又都有是造成碳素钢严重偏析的有害元素。磷对钢的焊接性不利，它能增加焊裂的敏感性。
注：由于磷以固溶型式存在于铁素体中，影响铁素体的晶格变形，使碳素钢在常温下呈现脆性。这种现象常称为椭圆形封头冷脆。
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