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关于钢中主要杂质元素的特性及影响探讨3400字 　　随着社会经济的快速发展，我国对钢铁资源的需求在质和量方面，也越来越高，这也使得近年来我国钢铁生产冶炼领域，获得了迅猛的发展，不仅在钢铁成品生产力及生产效率方面，得到了极大的提升，随着最新冶炼技术工艺及设备的研发及应用，我国钢铁产品在质量和性能方面，也取得了质的飞跃，钢铁生产制造领域的快速发展，对于推动我国工业领域的发展，保障我国社会经济的健康长远发展等，都有着积极意义本文将就钢中主要杂质元素的特性进行分析，在此基础上，对钢中主要杂质元素对其的影响进行详细的探讨 毕业　　钢铁冶炼；杂质元素；特性　　引言　　随着我国社会各领域建设事业的如火如荼的进行，我国对各类自然资源的需求也在急剧的提升，尤其随着我国建筑工程、水利电力工程等基础设施领域的快速发展，我国对钢铁资源的需求总量，在近年来出现了巨大的增加同时由于各工程建设领域，对工程质量及安全性方面，提出了更高的要求，这也使得社会对工程建设材料，在性能及质量方面，提出了更高的要求，对钢铁材料的高要求就是其中典型的代表然而虽然近年来我国在钢铁冶炼技术工艺领域，取得了重大的突破，钢铁性能得到了极大的提升，然而在钢铁冶炼过程中，其存在的杂质难以有效去除的问题依旧存在。

由于其所用原材料，如铁合金，及废钢等中含有大量的金属和非金属杂质，而这些杂质虽然在冶炼过程中，能够去除一部分，但是其中仍然有部分杂质难以去除，并保留在钢铁成品中，如磷（P）元素、硫（S）元素，以及砷（As）元素、锑（Sb）元素等微量元素，而这些元素中有部分残余元素，其具有偏析特点（偏析是合金中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象，致使钢材的材质不均匀，进而产生缺陷，影响其力学性能，如承载力，塑性性能等），其含量虽少，但其对钢铁产品性能的影响却非常大，因而其极大的影响着钢铁性能的稳定，阻碍着钢铁质量的提高加大对钢中主要杂质元素的特性及影响的相关研究，有着积极意义下文将就钢中主要杂质元素的特性进行分析，在此基础上，对钢中主要杂质元素对其的影响进行详细的探讨　　1.钢中主要杂质元素的特性　　1.1钢铁中杂质元素的主要来源　　在钢铁冶炼过程中，由于其冶炼原材料中包含多种金属及非金属杂质，而由于缺乏相应的分离提纯技术，加之冶炼过程不可避免会残存部分杂质，使得当前我国钢铁产品中，或多或少的都会具有一定的杂质含量，诸如磷（P）元素、硫（S）元素等具体来说，钢中杂质元素的主要来源，可以从钢铁冶炼所需要的原材料方面着手进行分析。

在钢铁冶炼中，其主要原材料有生铁、铁矿石、废钢等特别说明下废钢，废钢是电炉炼钢的主要原料虽然按直接生产成本计算，废钢的炼钢成本要高于生铁炼钢，但是与用铁矿石和生铁炼钢相比，废钢铁炼每吨钢可减少近1.6吨碳排放，社会效益和综合效益十分可观下面我简单的按原材料分析杂质的主要来源：生铁矿中的残余元素，以及废钢中的杂质元素等，是钢铁产品中，杂质元素的主要来源生铁矿在融化成铁水的过程中，其中蕴含的残余元素，也会随之带入，并在经过一系列的冶炼除杂过程后，依旧有部分残余元素存留在钢铁产品中，并最终成为影响钢铁产品质量及稳定性的最主要因素之一；废钢中，则由于其含有较多的铁合金，其也会在冶炼结束后，依旧有部分杂质金属存留在钢铁产品中；此外，另一个杂质元素主要来源是废钢中合金钢所含的元素、镀层及表面涂层中的杂质，而这些杂质元素，其主要是通过罐头及镀锡板等方式，纳入到废钢的循环利用中，而常见的镀层金属主要有锌（Zn）元素、镍（Ni）元素，及（Cu）铜元素等，而其中锌（Zn）元素可以在炼钢过程中去除但如果在铁合金中含有这些残余元素，在钢水精炼中又无法去除，将会影响产品的性能[1]下图1为某厂钢铁冶炼工艺流程图。

　　1.2钢中杂质元素的成分　　在钢铁产品中杂质元素分类方面，在钢的冶炼过程中，不可能除尽所有的杂质，所以实际使用的钢材中碳（C）以外，还含有少量的锰（Mn）、硅（Si）、硫（S）、磷（P）、氧（O）、氢（H）、氮（N）等元素，随着废钢的重复利用率的提高，钢材中的微量元素不断富集，我们把 铅（Pb）、砷（As）、铋（Bi）、锑（Sb）、锡（Sn）、铜（Cu）也包括在杂质元素之[2]这些杂质元素的存在，会影响钢的质量和性能　　1.3钢中所含不同杂质的分类　　根据钢中磷、硫的含量不同，普通钢可分为：　　1）普通碳素钢：其中磷（P）的含量不大子0.045―0.085%；硫（S）的含量不大于0.055―0.06　　2）优质碳素钢其中磷（P）、硫（S）的含量均不大：0.040%　　3）高级优质碳素钢：其中磷（P）、硫（S）含量分别不大于0.030%和0.036%　　炼钢过程中，有时还加入一种或多种合金元素，如硅（Si）、锰（Mn）、铬（Cr）、镍（Ni）、钒（V）等，以改善钢的性能，或使其获得某些特殊性能　　根据钢中合金元素的总含量不同，合分钢可分为：　　1）低合金钢：其中合金元素含量小于5%，　　2）中合金钢：合金元素总含量为5～10%；　　3）高合金钢：合金元素总含量大于10%。

　　根据钢中磷（P）、硫（S）的含量不同，合金钢可分为：　　1）普通低合金钢：磷（P）、硫（S）的含量均不人于0.050%；　　2）优质合金钢：磷（P）、硫（S）的含量均不大于0.040%；　　3）高级优质合金钢：磷（P）、硫（S）含量均不大于0.030%　　钢按用途分为结构钢、工具钢、专用钢和特殊钢等　　2.钢中主要杂质元素的影响　　2.2钢中主要杂质元素特性及其影响　　钢中的主要杂质元素有硫（S）元素、磷（P）元素、氮（N）元素、氢（H）元素，氧（O）元素、锰（Mn）元素及硅（Si）元素等，以下将就其中几种较为常见的杂质元素的特性，及其对钢铁产品的主要影响进行详细分析　　硫（S）元素，其对钢铁产品的影响主要有积极和消极两方面影响积极方面，由于其切屑发脆可以制造要求负荷不大高表面光洁度的钢制件一般的说硫对各种钢均为有害物质，其主要以熔点较低的硫化亚铁（FeS）存在，在钢中与铁形成共晶体的共晶温度更低，钢在轧制时，削弱了晶粒之间的结合力，导致钢的热脆现象含硫量高时，还会使钢铸件在铸造应力作用下产生热裂纹，同样，也会使焊接件在焊缝处产生热裂纹在焊接时产生的S02气体，还使焊缝产生气孔和缩松；防止热脆的方法是往钢中加入适当的锰（Mn）。

　　磷（p）元素，其主要存在方式是铁素体，磷溶于铁素体，虽然能提高钢的强度和硬度，最大的害处是偏析严重，增加回火脆性，显著降低钢的塑性和韧性，致使钢在冷加工时容易脆裂，也即所谓”冷脆”现象磷对焊接性也有不良影响磷也是有害元素，应严加控制，一般含量不大于0.030%-0.040%在一定的条件下其积极影响，由于切屑发脆得到光洁表面能够有效的提升钢产品的削钢速度、磷可提高比电阻，且由于容易粗晶而可是矫顽力和涡流损失降低于磁感而言，则在弱中磁场下磷含量高的钢磁感会提高　　氮（N）元素，主要有2个时效，分别是淬火时效和应变时效氮在一定温度时的溶解度最大，随着温度的降低，溶解度急剧下降，在时小于一定值时，如果将含氮较高的钢从高温急速冷却下来（淬火）时，就会得到氮的过饱和固溶体，将此钢材在室温下长期放置或稍加热时，教就逐渐以氮化铁的形式从铁素体中析出，使钢的强度硬度升高，塑性韧性下降，使钢材变脆，这种现象叫做淬火时效氮的应变时效：另外，含有氮的低碳钢材经冷塑性变形后，性能也将随着时间而变化，即强度硬度升高，塑性韧性明显下降，这种现象称为应变时效　　结语　　由以上可以看出，钢铁冶炼后，其最终产品中的杂质元素，会对钢铁产品的质量及性能的稳定性，产生不利影响，阻碍钢铁质量的提升，因此加大对钢中主要杂质元素的特性及影响的相关研究，有着深远意义。

　　参考文献　　[1]王绚，唐雪萍，杨接明，雷?F.钢中主要杂质元素的特性及影响[J].特钢技术，2011，（01）：13-15.　　[2]刘中柱，蔡开科.纯净钢及生产技术[J].中国冶金，1999年，5，P35。