磷在钢中的存在形式通常认为是以磷化物

一、磷在钢中的存在形式通常认为是以磷化物〔Fe2P〕的形式存在，在液态钢中，一般以〔P〕表示，磷使钢产生“冷脆”。

1转炉炼钢磷的变化规律

在吹炼的最初阶段(约4分钟)，由于硅、锰与氧的结合力大，所以要等硅锰氧化到较低时磷才开始氧化，而且磷的氧化速度也不大，约0.007-0.016%/分，此时脱碳速度也不大，吹炼中期，硅锰已基本氧化，此时进入碳、磷氧化阶段，磷的氧化速度约0.0013-0.021%/分，一般吹炼到一定时间，磷可达到规格之下，而且由于炉内温度还不太高，所以只要化渣良好，脱磷速度大于脱碳速度。到吹炼后期，钢液中磷含量已比较低，在加上碳、磷的反应使炉温升高，脱碳速度加快，脱磷速度明显放慢，甚至回出现回磷现象，一直到吹炼末期，炉渣碱度提高且化渣良好，才有可能再次使磷下降，但此时脱磷速度只有0.002-0.010%/分。

2脱磷反应方程式

反应式: 一般认为磷的氧化是在钢渣界面上进行的，主要是与炉渣中的氧化铁进行反应2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4 CaO··P2O5)+5[Fe]

脱磷反应是放热反应

脱磷条件（三高一低）

高R、高FeO、大渣量、低温，增大渣量的目的是稀释(4 CaO··P2O5)的浓度。

另：造粘度较大的泡沫渣有利于脱磷，但粘度不宜过大。在一般情况下当炉渣碱度2.5-3.0,(FeO)控制在0.15-0.20%脱磷最佳。为实现炼钢

中的脱磷目的，以FeO为氧化剂，以CaO为磷氧化产物的稳定剂，在酸性炉渣条件下是不可能进行脱磷操作的。

二：去P有三个条件，即：高碱，高氧低温

所以在炼钢过程中去鳞一般在前期，温度大概控制在1350度以下，碱度控制住3.2~3.5左右。脱P效果比较好，一般能达到90%。。

另外脱磷中，氧的控制是一个比较关键的问题，必须保证熔池的高氧化性。抢位控制一般为，高抢位，低的氧流量。

原理就是在高温条件下，用氧气或铁的氧化物把生铁中所含的过量的碳和其它杂质转为气体或炉渣而除去。

三：

炼钢的方法，一般可分为转炉炼钢、平炉炼钢和电炉炼钢三种方法。现分别介绍如下：

1. 转炉炼钢法：这种炼钢法使用的氧化剂是氧气。把空气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量的热量（含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度），可使炉内达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。

转炉炼钢是在转炉里进行。转炉的外形就像个梨，内壁有耐火砖，炉侧有许多小孔（风口），压缩空气从这些小孔里吹炉内，又叫做侧吹转炉。开始时，转炉处于水平，向内注入1300摄氏度的液态生铁，

并加入一定量的生石灰，然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。这时液态生铁表面剧烈的反应，使铁、硅、锰氧化(FeO,SiO2 , MnO,) 生成炉渣，利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用，使反应遍及整个炉内。几分钟后，当钢液中只剩下少量的硅与锰时，碳开始氧化，生成一氧化碳（放热）使钢液剧烈沸腾。炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。最后，磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙，一起成为炉渣。

当磷于硫逐渐减少，火焰退落，炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时，表明钢已炼成。这时应立即停止鼓风，并把转炉转到水平位置，把钢水倾至钢水包里，再加脱氧剂进行脱氧。整个过程只需15分钟左右。如果空气是从炉低吹入，那就是低吹转炉。

随着制氧技术的发展，现在已普遍使用氧气顶吹转炉（也有侧吹转炉）。这种转炉吹如的是高压工业纯氧，反应更为剧烈，能进一步提高生产效率和钢的质量。

四：炼钢:

1、反应原理

高温下，用氧化剂把生铁里过多的碳和其它杂质氧化成气体或炉渣而除去。

2、目的：

降碳、调硅锰、去硫磷。

3主要反应（分三个阶段）

（1）氧化造渣

2Fe＋O2＝2FeO＋Q

2FeO＋Si＝SiO2＋2Fe＋Q

FeO＋Mn＝Fe＋MnO＋Q

FeO＋C＝CO＋Fe－Q

生成的二氧化硅、氧化锰与造渣材料生石灰相互作用成为炉渣。（2）去硫、磷

FeS+CaO＝FeO+CaS

2P+5FeO+3CaO＝5Fe+Ca3(PO4)2

（3）脱氧

用硅铁、锰铁或金属铝来还原钢水中含有的少量FeO

2FeO+Si＝SiO2+2Fe

3FeO+2Al＝3Fe+Al2O3

FeO+Mn＝Fe+MnO

生成的二氧化硅等大部分形成炉渣而除去，部分的硅、锰等留在钢里以调整钢的成分。钢水合格后，可以浇成钢的铸件或钢锭，钢锭可以再轧成各种钢材。

五：氧气顶吹转炉炼钢法

（1）转炉的构造

（2）原料：生铁（液态）、氧气、适量的造渣材料（如生石灰等）、脱氧剂。

（3）热源：依靠熔融铁水中的杂质等被氧气氧化所放出的热量，不

需要燃料。

炉渣中碱性氧化物的质量分数总和与酸性氧化物的质量分数总和之比，常用炉渣中的氧化钙含量与二氧化硅含量之比表示，符号R=CaO/SiO2

一般情况下，转炉吹氧开始之后就开始加料，那么炉渣就开始化了，只不过比较缓慢而已。但是前期的炉渣基本化起来是没有问题的。中期随着炉温的上升，碳氧反应开始激烈，会消耗大量的氧，于是炉渣中的氧化铁开始减少，会造成炉渣结坨的现象，叫做返干，这时需要提高枪位、加入助溶剂来化渣。到终点前，炉渣化好的情况下，基本上如果吹氧时间12分钟的化，到10分钟多就应该降枪拉碳了。

氧化反应应该在前，转炉吹炼前期主要为硅锰氧化期，硅锰氧化结束后进入碳氧反应期。

实际顶吹氧气转炉炉内脱碳反应速度的变化将炼钢过程分为前、中、后三个阶段。

前期因铁水中的硅含量很高．而铁水温度较低，所以以硅的氧化为主，而脱碳反应受到抑制。硅的氧化速度由快变馒．而脱破速度由慢到快，最后达到最大值。

中期钢水温度上升，钢水中的碳以极大速度转移到点火区，供给的氧气几乎消耗于脱碳，因此脱碳速度始终保持最高水平。

后期脱碳反应继续进行，但钢水中的碳的浓度已很低，脱碳速度随着钢水碳含量的减少不断下降。

转炉炼钢过程中留渣操作是什么意思?

意思是出完钢溅完渣后，留下一部分或全部渣子做为下一炉的初渣使用，好处是可以提高金属收得率，使初渣早化，坏处是会增加渣量，造成喷溅，还会对炉衬造成一定的损伤。

所谓粘度高就是钢渣的成分是高熔点物质。在炼钢温度下没有完全变为液体，故流动性差。

有一条基本规律：碱度高，粘度肯定高。碱度=氧化钙/二氧化硅。加的石灰多了碱度肯定高，渣子肯定很黏。

转炉炼钢最后要脱氧，用的脱氧剂常常是硅铁合金，其中的硅和氧化亚铁反应生成二氧化硅，之后再给转炉中加入熔剂碳酸钙，碳酸钙分解生成氧化钙，生成的氧化钙与二氧化硅反应生成硅酸钙，硅酸钙为炉渣，使得钢中的二氧化硅减少。

1、转炉炼钢法的分类转炉是以铁水为主要原料的现代炼钢方法。

该种炼钢炉由圆台型炉帽、圆柱型炉身和球缺型炉底组成。炉身设有可绕之旋转的耳轴，以满足装料和出钢、倒渣操作，故而得名。酸性空气底吹转炉——贝塞麦炉（英国1856年）空气转炉{ 碱性空气底吹转炉——托马斯炉（德国1878年）碱性空气侧吹转炉（中国1952年）转炉{ 氧气顶吹转炉——LD（奥地利1952年）氧气转炉{ 氧气底吹转炉——OBM（德国1967年）顶底复吹转炉（法国1975年）2、氧气顶吹转炉炼钢法简介(1) 诞生的背景及简称现代炼钢生产首先是一个氧化精炼过程，最初的贝氏炉和托马斯炉之所以采用空气吹炼正是利用其中的氧。二次世界大战以后，工业制氧机在美国问世，使利用纯氧炼钢成为可能，但原来的底吹方式炉底及喷枪极易烧坏。美国联合碳化物公司于1947年在实验室进行氧气顶吹转炉的实验并获成功，命名为BOF。奥地利闻之即派有关专家前往参观学习，回来后于1949年在2吨的转炉上进行半工业性实验并获成功，1952年、1953年30吨氧气顶吹转炉

分别在Linz和Donawitz建成投产，故常简称LD。1967年12月德国与加拿大合作发明了氧气底吹转炉，使用双层套管喷嘴并通以气态碳氢化合物进行冷却。1975年法国研发了顶底复吹转炉，综合了LD和OBM的优点，77年在世界年会上发表。(2) 氧气顶吹转炉的特点1）优点氧气顶吹转炉一经问世就显示出了极大的优越性，世界各国竟相发展，目前成为最主要的炼钢法。其优点主要表现在：（1）熔炼速度快，生产率高（一炉钢只需20分钟）；（2）热效率高，冶炼中不需外来热源，且可配用10%～30%的废钢；（3）钢的品种多，质量好（高低碳钢都能炼，S、P、H、N、O及夹杂含量低）；（4）便于开展综合利用和实现生产过程计算机控制。2）缺点当然，LD尚存在一些问题，如吹损较高（10%，）、所炼钢种仍受一定限制（冶炼含大量难熔元素和易氧化元素的高合金钢有一定的困难）等。3 氧气转炉的发展趋势对于氧气顶吹转炉的推广和普及首推日本迅速，且引导了LD的发展趋势：（1）容量大型化（相对投资较小）；（2）配加炉外精炼以增加品种，提高质量（理论上可炼任何钢种）；（3）引入底吹技术，实施复合吹炼（减少喷溅，降低吹损）；（5）实现冶炼过程计算机控制。1转炉炼钢的原材料引言转炉炼钢所用原材料可分为金属料和非金属料两大类。原材料质量的好坏，不仅关系到吹炼操作的难易，而且会影响钢的产量、质量和生产成本。1.1 金属料转炉炼钢的金属料主要是铁水、废钢和铁合金。1.1.1铁水1 作用：转炉炼钢的主原料，一般占装入量的70%以上。2 要求铁水应符合一定要求，以简化

和稳定操作并获得良好技术经济指标。1）温度≥1250℃而且稳定铁水温度的高低，标志着其物理热的多少。较高的铁水温度，不仅能保证转炉吹炼顺利进行，同时还能增加废钢的配加量，降低生产成本。因此，希望铁水的温度尽量高些，一般应保证入炉时仍在1250℃～1300℃以上。另外，还希望铁水温度相对稳定，以利于冶炼操作和生产调度。2）成分合适而且波动小转炉炼钢的适应性较强，可将各种成分的铁水吹炼成钢。但是，为了方便转炉操作及降低生产成本，铁水的成分应该合适而稳定。（1）铁水的含磷量≤0.4%：磷会使钢产生“冷脆”现象，是钢中的有害元素之一。转炉单渣法冶炼时的脱磷效果为85%～95%，普碳钢的含磷量通常要求≤0.04%,因此，国标规定铁水的含磷量小于0.4%。需要指出的是，高炉内不能去磷，如果铁水的含磷量超过0.4%,或者吹炼低磷钢，则需采用双渣法冶炼或对铁水进行预脱磷处理。（2）铁水的含硫量≤0.07%：硫会使钢产生“热脆”现象，也是钢中的有害元素。转炉的脱硫效果不理想，单渣法冶炼时的脱硫率仅为30%～35%，而通常要求钢液的含硫量在0.05%以下，因此国标规定铁水含硫量≤0.07%。如果铁水含硫量超过0.07%或吹炼低硫钢，则需采用双渣法冶炼或对铁水进行预脱硫处理。（3）铁水的含硅量：铁水中的硅是转炉炼钢的主要发热元素之一，含硅量每增加0.1%，废钢比可增加1.3%～1.5%。对于大、中型转炉，铁水含硅量以0.5%～0.8%为宜。小型转炉的热损较大，铁水的含硅量可以高些。若含硅量低于0.5%,铁水的化学热不足,会导致废钢比下降,

小容量转炉甚至不能正常吹炼；反之，如果铁水含硅量高于0.8%,不仅会增加造渣材料的消耗，而且使炉内的渣量偏大，过多的渣量容易引起喷溅，增加金属损失。另外，铁水含硅量高时，初期渣子的碱度低，对炉衬的侵蚀作用加剧；同时，初期渣中的二氧化硅含量高，这会使渣中的FeO、MnO含量相对降低，容易在石灰块表面生成一层熔点为2130℃的2CaO?SiO2外壳，阻碍石灰熔化，降低成渣速度，不利于早期的去磷。应该指出的是，一些钢厂铁水的含硅量超过了1.2%，个别的甚至达到了1.5%，对此应进行预脱硅处理，以减轻转炉的负担。（4）铁水的含锰量：铁水中的锰是一种有益元素，主要体现在锰氧化后生成的氧化锰能促使石灰溶解，有利于提高炉龄和减轻氧枪粘钢。我国大多数钢铁厂所用铁水的含锰量都不高，多为0.2%～0.4%。提高铁水含锰量的方法主要是向高炉的原料中配加锰矿石，但这将会使炼铁生产的焦比升高和高炉的生产率下降。对于铁水增锰的合理性还需要做详细的技术经济对比，因此，目前对铁水含锰量不提硬性要求。（5）铁水的含碳量：碳也是转炉炼钢的主要发热元素，≥3.5%的含碳量即可满足冶炼要求，而通常铁水含碳4%左右，故一般不做要求。国内一些转炉炼钢厂对铁水成分的控制见表（6）1-1。3）带渣量≤0.5%高炉渣中含有大量的S、SiO2，因此希望兑入转炉的铁水尽量少带渣，以减轻脱硫任务和减少渣量，通常要求带渣量不得超过0.5%。3 铁水的预处理定义：铁水在兑入转炉之前进行的脱硫、脱磷或脱硅操作叫做铁水预处理。目的：减轻高炉、转炉的负担，

提高生产率。1）铁水炉外脱硫铁水脱硫的条件比钢水优越（铁水中碳、硅、磷等元素的含量高，硫的活度系数大，同时铁水中的氧含量低），脱硫效率比钢水脱硫高4～6倍，经济上比转炉双渣法合算，因此铁水预脱硫技术已被国内外广泛采用。基本思路：向铁水中加入脱硫剂使之化合入渣。（1）脱硫剂及其特点：目前常用的铁水预脱硫剂主要有以下四种。①电石粉（CaC2）脱硫反应：CaC2（S）+[S]=CaS(S)+2[C]特点：脱硫能力强，但脱硫过程中有少量CO和C2H2逸出，并带出电石粉，污染环境，因而必须安装除尘装置；价格较贵。②石灰粉（CaO）脱硫反应：2CaO(S)+[S]+1/2[Si]=CaS(S)+1/22CaO?SiO2（S）特点：价格便宜，脱硫成本低，但单独使用时脱硫能力差，而且石灰表面会出现C2S，阻碍脱硫反应继续进行，降低脱硫速度和效率，为此，常配加适量的铝或苏打粉避免C2S的生成：CaO(S)+[S]+2/3[Al]=CaS(S)+1/3Al2O3（S）使脱硫速度和效率明显提高，如8图1-1。③苏打粉（Na2CO3）脱硫反应：Na2CO3（l）+[S]+[Si]=Na2S(l)+SiO2(S)+{CO}特点：脱硫能力很强，且产生的气体具有搅拌作用，脱硫速度快，但价格贵且污染严重，现已很少使用，有时与其它粉剂配成复合脱硫剂。④金属镁脱硫反应：金属镁的沸点仅为1107℃，铁水温度下为气体，故脱硫反应为：{Mg}+[S]=MgS(S)特点：金属镁直接加入铁水时，会发生爆发式气化反应，不仅导致镁的利用率大大降低，而且还会引起铁水喷溅而造成事故，因此不能单独使用，常与其它粉剂组成复合脱硫剂。

在相同的铁水条件下，各脱硫剂的能力强弱顺序为：Na2CO3、CaC2、Mg、CaO，见9表1-3。以上脱硫剂有的可单独使用，但多为几种配合使用，如电石粉+石灰粉、金属镁+电石粉、石灰粉+苏打粉、金属镁+石灰粉等，其脱硫能力有较大差别。（2）脱硫的方法及效果：铁水预脱硫的基本工艺是向铁水中加入脱硫剂并使之混合而发生脱硫反应，目前使用最广泛的是机械搅拌法和喷吹法。①机械搅拌法混合方式：将脱硫剂加入铁水罐中，用耐火材料制成的搅拌器插入铁水搅拌，使之与脱硫剂充分混合。特点：脱硫效果与搅拌器的转速及脱硫剂的种类有关，见（10）图1-3、1-4。此法有多种形式，具有代表性的是日本的KR法（电石粉为主），武钢二炼79年引进，经消化改造使用以石灰粉为主的脱硫剂。②喷吹法混合方式：它是以空气或惰性气体为载体，利用喷枪将粉状脱硫剂喷射到铁水中，使铁水与脱硫剂充分混合。宝钢80年代由日本引进的叫DTS法，喷吹电石粉。各种脱硫剂在喷射法中的应用效果见图1-6。实际生产中，各厂应根据要求达到的脱硫程度、铁水的热损和铁损、脱硫设备费用、环境污染等问题，选用最适合的脱硫剂和脱硫方法。2）铁水预脱硅基本思路：向铁水中加入氧化性的脱硅剂，使之氧化成SiO2进入炉渣。（1）脱硅剂：常用的脱硅剂是以氧化铁皮和烧结矿粉为主，配加少量石灰和萤石以降低渣子的黏度。各厂家所用配比也不完全一样：日本福山氧化铁皮70～100%，石灰0～20%，萤石0～10%；日本水岛烧结矿粉75%，石灰25%。脱硅剂用量约为15～30kg/t。（2）脱硅方

法：常用的炉外脱硅方法有投入法和顶喷法两种。投入法是在高炉出铁时，将脱硅剂投到铁水沟中，借助铁水流入铁水罐的冲击搅拌作用使之充分混合、反应。这是最早的一种脱硅方法，效率较低，通常在50%左右。顶喷法是用0.2～0.3MPa压力的空气通过喷枪从（铁沟或流入铁水灌的铁水流）铁水液面以上一定高度将脱硅剂喷入，使之混合、反应。由于该方式使铁水与脱硅剂两次混合，所以脱硅效率高达70～80%，铁水含硅可达0.1～0.15%以下。3）铁水预脱磷转炉炼钢的脱磷效率较高，双渣法冶炼尤其如此，但会增加造渣材料消耗，并延长冶炼时间，生产成本增大。近年来，铁水的炉外脱磷研究有了较大的发展，已用于工业生产。基本思路：向铁水中加入脱磷剂使其中的磷氧化并固定在渣中。（1）脱磷剂：目前广泛使用的是苏打系和石灰系两类。苏打系脱磷剂：2[P]+5[O]+3Na2CO3(S)=(Na2O?P2O5)+3{CO}石灰系脱磷剂：2[P]+5[O]+4CaO(S)=(4 CaO?P2O5)，其中常配有一定的氧化铁皮或烧结矿粉和萤石粉助熔剂。（2）脱硅处理：由于磷与氧的亲和力小于硅与氧的亲和力，而且铁水中总含有一定的硅，因此，欲要脱磷需先进行脱硅处理。使用苏打系脱磷时要求[Si]＜0.1%，使用石灰系处理时要求[Si]＜0.15%。（3）铁水炉外脱磷方法及效果：目前，铁水脱磷方法主要喷吹法，它是以气体作载体将脱磷剂喷吹到铁水包中，使之充分混合，快速脱磷。日本新日铁以氩气喷吹45kg/t，时间20min，脱磷率达90%左右。3）铁水同时脱硫和脱磷从上所述，苏打和石灰既是脱硫剂也是脱磷剂，因此铁水同时进行脱硫

和脱磷不仅成本低而且生产率高。目前，已在工业上应用的同脱工艺有以下两种。（1）SARP法：即日本住友的碱性精炼工艺，它是将铁水首先进行脱硅处理，当[Si]＜0.1%后扒出炉渣，然后喷吹19kg/t苏打粉，脱硫率可达96%，脱磷率可达95%。该法的特点是，脱硫磷效率高，但处理成本高、耐火材料侵蚀严重，同时有气体（CO）污染。（2）ORP法：也是先进行脱硅处理，当[Si]＜0.15%后扒出炉渣，然后喷吹52kg/t石灰基粉料，脱硫率可达80%，脱磷率可达88%。该法的特点是，处理成本低，但渣量大而铁损多（TFe=20～30%）。1.1.2废钢1 作用：废钢是转炉炼钢的另一种金属炉料，其作用是冷却熔池。氧气顶吹转炉炼钢中，主原料铁水的物理热和化学热足以把熔池的温度从1250℃～1300℃加热到1600℃左右的炼钢温度，且有富余热量，废钢就是被用来消耗这些富余热量，以调控熔池的温度。2 要求（1）清洁、少锈，无混杂，不含有色金属；（2）最大长度不得超过炉口直径的二分之一，最大截面积要小于炉口面积的五分之一。3 废钢的加工和预热1）废钢的加工转炉炼钢所用废钢多为外购废钢。其来源广泛，大小悬殊，外形各异，且多有混杂，应针对所购废钢的特点进行相应的加工处理如切割、打包、火烧、挑拣、水洗等，以满足转炉炼钢对入炉废钢的基本要求。2）废钢的预热目的：提高废钢比（见17表1-8），降低生产成本。方法及效果：利用铁水罐余热和燃料燃烧加热。（首钢）将废钢装入铁水罐中，置于煤气烘烤器下烘烤30～40min，然后接铁水一并倒入转炉，废钢比提高10%。1.1.3

铁合金作用：脱氧剂、合金剂。种类：主要是Fe-Si、Fe-Mn、Mn-Si 及Al，根据常炼钢种不同还可能有Fe-Cr、Fe-W、Fe-Mo、Ni等合金。要求：成分准确、块度合适（5～40mm）、用前烘烤。思考题1简述氧气转炉的发展趋势。2转炉炼钢对铁水有哪些要求？3常用的脱硫剂有哪些？它们的脱硫能力如何？4铁水炉外预脱硫方法有哪些？影响机械搅拌法脱硫效果的因素是什么？5简述SARP 法同时脱硫脱磷工艺过程。6炼钢用石灰应满足哪些要求？2.2底吹气体射流2.2.1底吹气体的行为森一美等冶金学家，实验用氮气从底部吹入水或水银中，并用高速摄影机拍摄其流出情况，发现气体通过浸没式喷嘴流出时在熔池中的行为有两种：（1）鼓泡流速较小时，气体在喷嘴出口鼓起而形成气泡并逐渐长大，当气泡长大一定程度（浮力大于粘滞力）后则脱离孔口上浮，这一现象称为鼓泡。（2）形成射流流速较大时，气体在孔口上形成连续的气流射入液体中，这种现象称为浸没式射流。实验发现，由流量计算的表观马赫数Ma/增加到1以上时，从喷嘴流出的气体由鼓泡转变成射流，即表观马赫数Ma/等于1的速度为临界流速，如（32）图2-12。表观马赫数Ma/用2-9式计算：Ma/=υ/a=Q/aA 式中υ——气体出口速度，m/s；a——室温的音速，m/s；A——喷嘴截面积，m2；Q——气体流量，m3/s。

电除尘的工作原理、控制和影响除尘效果等因素的探讨

目前，氧气转炉炼钢的煤气净化回收主要有两种方法，一是采用煤

气湿法(ＯＧ法)净化回收系统，二是采用煤气干法(ＬＴ法)净化回收系统。

干法(ＬＴ法)除尘系统主要由蒸发冷却器、静电除尘器和煤气冷却器组成。与老式的除尘系统（ＯＧ）法相比，ＬＴ法的主要优点是：除尘净化效率高，通过电除尘器可直接将粉尘浓度降至10ｍｇ/Ｎｍ3 以下，对于粒径小于0.1um 的微细粉尘，仍有较高的除尘效率；该系统全部采用干法处理，不存在二次污染和污水处理的系统；系统阻损小，煤气回收热值高，回收粉尘可直接利用，节约了能源；系统优化，减少占地面积，便于管理和维护。因此，干法除尘技术比湿法除尘技术具有更高的经济效益和环境效益。

干法(ＬＴ法)技术在国际上已被认定为今后的发展方向。由于所回收的煤气可以再利用，太钢的转炉炼钢过程已经实现负能炼钢。经电除尘器（ESP）处理过的铁含量较高的粉尘灰，经压块系统处理后，可以当废钢继续使用。另外，在环境保护和能源方面比较，由于湿法（ＯＧ）净化回收系统存在着能耗高（比如：水，电等资源是LT法的5倍消耗）、二次污染的缺点，湿法（ＯＧ）系统将随着社会的发展而逐渐被干法(ＬＴ法)除尘系统所取代，它将成为冶金工业可持续发展的先决条件。该技术已获得全世界的普遍重视和采用，到目前为止，中国已有宝钢、莱钢、包钢、太钢等钢厂从德国引进该技术，并得到了应用，其应用总数已达18套以上，其中太钢的LT系统除尘效

果在国内钢厂中达到领先水平。此外，天津铁厂新引进的LT系统也已于2007年4月28日进行了热试。

LT 系统的工艺流程

下图为LT系统的工艺流程的介绍

图1 太钢LT系统工艺流程图

静电除尘器（ESP）的工作原理

图2 ESP（电除尘器）本体工艺流程图

静电除尘器的功能是除去转炉煤气的灰尘。在LT 工艺中，由于转炉特殊的操作方式，煤气冷却系统和ESP 除尘系统必须交替处理含O2 和含CO 的煤气。为此，整个LT 系统按优化流体动力设计，如：对整个气体管路进行密封，防止形成气体爆炸性混合物和产生燃烧；此外，炼钢过程中煤气气流的成分随着转炉操作阶段的改变而改变，而流体的动力设计可以防止混合煤气气流的缓冲压力。

在转炉吹氧过程中，烟气燃烧是不可避免的，水平电除尘器的设

计能抵抗压力波动，并且在出口和入口安装有选择德国进口的卸压阀，这些阀的关闭位置分别由三个光电开关监控，以此来保证系统的安全性能。

静电除尘器分别由平行布置的电极组成。这些电极通过ESP 壳体接地，准备被除尘的气体依次流经电极间通道、煤气通道的分布板以及放电电极。放电电极为高压负电的条形带刺电极，由绝缘子支撑，由于在放电电极周围的高磁场密度，形成了放电电晕，从而形成了带负电的煤气电离子。

在高压静电磁场的作用下，煤气负电离子流向阳极板，在正电极板上形成了电流，部分负极煤气离子附着在灰尘上，如同放电给电极一样，将带电离子转给灰尘，灰尘则吸附在阳极板（CE）上。从干煤气中收集到的灰尘沉积到电极上，通过CE振打周期性的排出。负离子灰尘则吸附在阳极收尘板上。

3 静电除尘器(ESP)的配置

LT炼钢工艺中的静电除尘器包括一个柱形钢罩，除下部区域外，这个钢罩整体有绝热防护罩，在这个罩子里，安装有4个串联的高压静电场，每个静电场有几个并联的大暗煤气通道。如前所述，煤气通道由接地集电极形成，其中布置有高压放电电极——阴极线(DE)。集

电极包括立式阳极板，沿煤气流向一个挨一个布置。一个静电场的集电极包括若干根阴极线组成的阴极框，由一个公共的上下支撑系统支撑。

放电系统包括放电电极架，布置在煤气通道中心，上面安装有放电电极。放电电极架包括钢罩上部通过支架、支撑管悬挂的绝热支撑。每个支撑架通过两个安装在绝热支撑子上的支撑管悬挂，绝热支撑安装在阴极吊挂上，可将放电电极的负荷转移到ESP 壳体上，在每个放电系统下部，还安装有一个专用的固定装置，防止其掉入刮灰区域。

绝缘支撑的电加热器用来防止由于集尘和潮湿产生的电火花。通过加热器给绝缘瓷瓶进行加热。绝缘瓷瓶的温度保持在120℃，绝热支架加热系统的输入功率被监控并转换为信号，防止高压瓷瓶结露和爬闪，保证高压电场的正常运行。

4 ESP 振打系统

ESP 振打系统包括：阴极振打系统（DE rapping system），阳极振打系统（CE rapping system），分布板振打系统（Gas distribution wall rapping (GDW) system）。

5 ESP 本体的高压装置

高压装置是静电除尘器控制中的核心项目，此装置产生放电电极电子释放和集尘所需的高压直流电。电压尽可能保持最高。如仅为放电产生电弧电压之下，要同时确保最大的电晕电流和最大的除尘效率。

高压装置主要由两个组件组成：

（1）控制柜（HV 柜）

其主要配置有：

●熔断保护的进线柜

●开关

●单相可控硅整流器（SCR）

●测量和监控仪表，如

——电压值

——安培值信号系统

●ON/OFF 按键

●与远程控制和远程测量相连的光缆接头（口）和PIC166 模板

●最重要的自动除尘控制。

（2）变压器/整流器装置（T/R 装置）

钢结构桥梁

17 钢结构桥梁 17.1 一般规定 17.1.1 本章适用于在厂内以焊接方法制造，在工地以高强螺栓栓接或整跨安装钢桥施工。铆接钢桥的铆接工艺和全焊钢桥在工地的焊接工艺另按有关规定执行。 17.1.2 钢桥应按设计施工图制造，并应符合本规程的有关规定。如设计对制造有超出本规程的要求时，应通过协商确定。 17.1.3 设计施工图及设计文件应包括下列内容： 17.1.3.1 钢桥主要受力杆件的受力计算书及杆件截面的选定表； 17.1.3.2 钢桥全部杆件的设计详图、材料明细表、螺栓表； 17.1.3.3 设计、施工及安装说明； 17.1.3.4 安装构件、附属构件的设计图。 17.1.4 钢桥施工图由工厂绘制，并对设计图进行下列各项检查： 17.1.4.1 结构的外形尺寸、构造和运输条件； 17.1.4.2 杆件和零部件的标准化程度及工厂现有设备和技术条件的适应情况； 17.1.4.3 螺栓排列、焊缝布置和质量标准的合理性； 17.1.4.4 所选用的钢材品种、规格与供应的可能性； 17.1.4.5 制造数量和质量要求、发送顺序和方法。 17.1.5 钢桥施工图应包括下列各项内容： 17.1.5.1 按杆件编号绘制的施工图； 17.1.5.2 厂内试装简图； 17.1.5.3 发送杆件表； 17.1.5.4 工地拼装简图。 17.1.6 钢桥制造使用的钢材、焊接材料、涂装材料和紧固件应符合设计要求和现行国家标准的规定。 17.1.7 进厂的原材料除应有生产厂家的出厂质量证明书外，还应按合同要求和有关现行国家标准进行检查和验收，并做好检查记录。 17.1.8 钢桥制造和检验所使用的量具、仪器、仪表等应定期由二级以上计量机构检定合格方可使用。特大桥工地用尺与工厂用尺应互相校对。 17.1.9 工地拼装设计应保证产品质量和操作方便，并应符合下列要求： 17.1.9.1 钻孔样板、胎型应有足够的刚度，样板厚度不小于12mm。固定式钻孔样板(立体样板)应考虑温度变化的影响。钻孔样板制造及安装允许偏差应符合下列规定； 1) 钻孔套样板制造允许偏差 (1) 钻孔套内径应比钻头直径大0.1-0.2mm,特殊情况应按设计要求而定；钻孔套硬度应比钻头硬度大2－3度(洛氏)； (2) 两相邻钻孔套中心距允许偏差±0.25mm； (3) 极边钻孔套及任何对角钻孔套中心距允许偏差±0.35mm； (4) 两块孔群布置相同的样板重叠时比钻孔套内径小0.35mm的试孔器应能自由通过所有各孔。 187

钢材中各元素对性能性的影响

钢材中各元素对性能性的影响 1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和 冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此 用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高 还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀； 此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。 2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢 含有0.15－0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就 算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度， 故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入 1.0－1.2%的硅， 强度可提高15－20%。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀 性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅1－4%的低碳钢，具 有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增加，会降低 钢的焊接性能。 3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢 中含锰0.30-0.50%,在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度， 提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点 高40%。含锰11－14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性 能。 4、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，

使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求 钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。 5、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降 低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性 能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改 善切削加工性，通常称易切削钢。 6、铬（Cr）：在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐 磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐 腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。 7、镍(Ni)：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍 对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。但 由于镍是较稀缺的资源，故应尽量采用其他合金元素代用镍铬 钢。 8、钼(Mo)：钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高 温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力，发 生变形，称蠕变)。结构钢中加入钼，能提高机械性能。还可以 抑制合金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。9、钛(Ti)：钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密，细化 晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18 镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛，可避免晶间腐蚀。 10、钒(V)：钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶

各种化学元素在钢中的作用

本文出自一本很不好买的书，相当全面，偶然整理，希望对大家学习有帮助 —————————————————————— 有几位选手把我给气乐了，话说这段文章来自我爷爷的手抄本（不过现在老人家现在改复印了，挺时髦的），原书我没看到过所以不知道书名（我们有时候还是比较喜欢上世纪的老版书，比较严谨，实验室王老有本金相可是他老人家的宝贝，轻易不示人）。话说我码字是自娱自乐，目标受众也是学材料的同门，你们一帮连论文都没写过的大神忽然跳出来跟我这指责不尊重知识产权，真是好笑。想讨论问题，我欢迎，想骂人，出门左转菜市场。 —————————————————————— 为了改善和提高钢的某些性能和使之获得某些特殊性能而有意在冶炼过程中加入的元素称为合金元素。常用的合金元素有铬，镍，钼，钨，钒，钛，铌，锆，钴，硅，锰，铝，铜，硼，稀土等。磷，硫，氮等在某些情况下也起到合金的作用。 (1)铬(Cr) 铬能增加钢的淬透性并有二次硬化的作用，可提高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆。含量超过12%时，使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性腐蚀的作用，还增加钢的热强性。铬为不锈钢耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。 铬能提高碳素钢轧制状态的强度和硬度，降低伸长率和断面收缩率。当铬含量超过15%时，强度和硬度将下降，伸长率和断面收缩率则相应地有所提高。含铬钢的零件经研磨容易获得较高的表面加工质量。 铬在调质结构中的主要作用是提高淬透性，使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能，在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物，从而提高材料表面的耐磨性。 含铬的弹簧钢在热处理时不易脱碳。铬能提高工具钢的耐磨性、硬度和红硬性，有良好的回火稳定性。在电热合金中，铬能提高合金的抗氧化性、电阻和强度。 （2）镍（Ni） 镍在钢中强化铁素体并细化珠光体，总的效果是提高强度，对塑性的影响不显著。一般地讲，对不需调质处理而在轧钢、正火或退火状态使用的低碳钢，一定的含镍量能提高钢的强度而不显著降低其韧性。据统计，每增加1%的镍约可提高强度29.4Pa。随着镍含量的增加，钢的屈服程度比抗拉强度提高的快，因此含镍钢的比可较普通碳素钢高。镍在提高钢强度的同时，对钢的韧性、塑性以及其他工艺的性能的损害较其他合金元素的影响小。对于中碳钢，由于镍降低珠光体转变温度，使珠光体变细；又由于镍降低共析点的含碳量，因而和相同的碳含量的碳素钢比，其珠光体数量较多，使含镍的珠光体铁素体钢的强度较相同碳含量的碳素钢高。反之，若使钢的强度相同，含镍钢的碳含量可以适当降低，因而能使钢的韧性和塑性有所提。镍可以提高钢对疲劳的抗力和减小钢对缺口的敏感性。镍降低钢的低温脆性转变温度，这对低温用钢有极重要的意义。含镍3.5%的钢可在-100℃时使用，含镍9%的钢则可在-196℃时工作。镍不增加钢对蠕变的抗力，因此一般不作为热强钢的强化元素。 镍含量高的铁镍合金，其线胀系数随镍含量增减而显著变化，利用这一特性，可以设计和生产具有极低或一定线胀系数的精密合金、双金属材料等。

2015桥梁规范修订说明

JTG D60-2015 公路桥涵设计通用规范主要 修订内容介绍 重大提醒：《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015 ）2015年9月9日发布，2015年12月1日起实施。 现行《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）于2004年颁布实施。近几年的实践应用表明，规范总体上能够满足我国公路桥涵建设的需要，但随着我国公路运营状况、桥涵设计理念和方法的发展和变化，也有一些需要完善的内容：公路桥梁设计汽车荷载标准的适应性问题日渐突出；设计使用年限、耐久性设计、全寿命设计、风险评估、桥梁运营期结构安全监测等新方法、新理念逐渐得到广泛应用和发展；环境保护和可持续发展也成为工程设计中需考虑的重要因素。为了吸纳近年来的成熟经验和科研成果，提高规范的适应性，促进公路桥梁科学健康发展，交通运输部2009年下达了《公路桥涵设计规范》的修编任务。 在规范修订过程中，编写组进行了大量的科研工作，吸取了已有的成熟科研成果和实际工程设计经验，并且参考、借鉴国内外相关的标准规范。在规范条文初稿编写完成以后，通过多种方式广泛征求设计、施工、建设、管理等有关单位和个人的意见，并经过反复讨论、修改后定稿。 总体而言，本规范主要做了如下几个方面的修订： 1) 增加了桥涵结构的设计使用年限和耐久性要求；

2) 完善了极限状态的设计理论和方法； 3) 改进了作用组合分类及计算方法； 4) 调整了公路桥梁设计汽车荷载标准； 5) 增加、完善了各种作用标准值的计算规定； 6) 完善了有关桥涵总体设计、环境保护、交通安全保障工程等的相关规定； 7) 增加了桥涵风险评估和安全监测的相关规定。 为了清晰地说明本规范的具体修订内容，现将主要修订内容的确定理由及作用和影响分章节论述如下。 1第1章总则 1）公路桥涵的设计原则修改为“安全、耐久、适用、环保、经济和美观”。长期以来，公路桥涵设计都遵循着“技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理”的基本原则，这是与我国当时的经济条件和技术水平相适应的。安全、耐久、适用是公路桥涵结构最基本的要求。随着社会的发展和进步，环境保护日益引起重视。环保问题关系到社会的可持续发展，必须在交通基础设施建设中贯彻落实。在满足上述要求的前提下，还要注重桥涵设计的经济性，不能一味追求“新”、“最”、“第一”等，造成严重的浪费。另外，随着我国社会经济的发展，公众对于桥涵结构的要求也逐步提高，美观成为桥涵设计考虑的一个重要因素。因此，本次修订将公路桥涵的设计原则调整为“安

合金元素在钢中的作用完整版

了合金化而加入的合金元素，最常用的有硅、猛、珞、線、钳、鹄、帆，钛，锐、硼、铝等。现分别说明它们在钢中的作用。 1、硅在钢中的作用： （1）提高钢中固溶体的强度和冷加工硕化程度使钢的韧性和塑性降低。 （2）硅能显著地提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比，这是一般弹簧钢。（3）耐腐蚀性。硅的质量分数为15% — 20%的高硅铸铁，是很好的耐酸材料。含有硅的钢在氧化气氛中加热时，表面也将形成一层Si02薄膜，从而提高钢在高温时的抗氧化性。 缺点：（4）使钢的焊接性能恶化。 2、镭在钢中的作用 （1）镭提高钢的淬透性。 （2）镭对提高低碳和中碳珠光体钢的强度有显著的作用。 （3）镭对钢的高温瞬时强度有所提高。 镭钢的主要缺点是，①含猛较高时，有较明显的回火脆性现象；②镭有促进晶粒长大的作用，因此镭钢对过热较敬感t在热处理工艺上必须注意。这种缺点可用加入细化晶粒元素如钮、飢、钛等来克服：⑧当镭的质量分数超过1%时, 会使钢的焊接性能变坏，④镭会使钢的耐锈蚀性能降低。 3、珞在钢中的作用 （1）珞可提高钢的强度和硬度。 （2）珞可提高钢的高温机械性能。 （3）使钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性 （4）阻止石墨化 （5）提高淬透性。 缺点：①辂是显著提高钢的脆性转变温度②辂能促进钢的回火脆性。4、W 在钢中的作用 （1）可提高钢的强度而不显著降低其韧性。 （2）银可降低钢的脆性转变温度，即可提高钢的低温韧性。 （3）改善钢的加工性和可焊性。 （4）银可以提高钢的抗腐蚀能力，不仅能耐酸，而且能抗碱和大气的腐8 /I 蚀。 5、钮在钢中的作用 （1）铝对铁素体有固溶强化作用。 （2）提高钢热强性 （3）抗氢侵蚀的作用。 （4）提高钢的淬透性。 缺点：钮的主要不良作用是它能使低合金钳钢发生石墨化的倾向。6、钩在钢中的作用 （1）提高强度 （2）提高钢的高温强度。 （3）提髙钢的抗氢性能。

桥梁施工钢结构技术规范

桥梁施工钢结构技术规范.txt其实全世界最幸福的童话，不过是一起度过柴米油盐的岁月。一个人愿意等待，另一个人才愿意出现。感情有时候只是一个人的事，和任何人无关。爱，或者不爱，只能自行了断。桥梁施工钢结构技术规程 1. 形式和尺寸 单层，单跨或多跨，双坡、单坡或多坡，常用屋面坡度小于10°屋面应为压型钢板（夹心板很少用），外墙除压型板外也可用砌体跨度宜为9～36m（不是限定），国内最大72m； 高度一般不超过12m，不应大于18m；柱距应与跨度匹配，常用6、7.5、9m常用截面尺寸：单跨：加腋端高L/30左右，高宽比6.5以内，加腋长度（0.15～0.25）L；跨中高（1/50～1/60）L；工形截面高宽比2～5；多跨：中柱加腋端L/25左右，加腋长度（1/45～1/55）L； 单元运输长度≤12m.温度区间：纵向不大于300m，横向不大于150m横向为门式刚架（含摇摆柱），纵向设柱间支撑刚架构件腹板宽厚比允许不超过250，常用150左右刚架为变截面构件，单元间采用高强度螺栓端板连接次结构包括檩条、墙梁、面板、墙架等 2. 适用范围 1）吊车起重量不大于20t的轻中级（A1～A5）桥式吊车或3t悬挂式起重机（有需要并采取可靠技术措施时允许不大于5t）。 2）不适用于有强烈侵蚀性介质的环境。 3）多层钢结构房屋的顶层采用了门式刚架及其屋时者，该部分的设计可参照本规程，但应作整体分析，并作抗震计算。 4）关于排架的应用。 1）钢梁与砼柱宜采用铰接； 2）结构应作整体分析； 3）柱顶位移和横梁挠度应按GB50017 3.调整结构重要性系数设计使用年限为50年时，重要性系数取1.0； 为25年时，重要性系数取不小于0.95，但宜慎用。 3.结构抗震验算规定 1）因自重轻，低矮型，国外报导这种房屋抗震性能相当好。GB50011规定，单层钢结构厂房的规定，“不适用于单层轻型钢结构厂房”。 2）地震对单层钢结构厂房有时控制有时不控制，试设计表明，跨高比大于3.5时一般不控制。地震不控制时宽厚比可按《门规》，地震控制时翼缘和柱长细比应适当减小，斜梁檐口

C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo元素在钢中的作用和热处理时的影响

1、铬(Cr) 铬能增加钢的淬透性并有二次硬化作用。可提高高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆；含量超过12%时。使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀的作用。还增加钢的热强性，铬为不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。 铬能提高碳素钢轧制状态的强度和硬度。降低伸长率和断面收缩率。当铬含量超过15%时，强度和硬度将下降，伸长率和断面收缩率则相应地有所提高。含铬钢的零件经研磨容易获得较高的表面加工质量。 铬在调质结构钢中的主要作用是提高淬透性。使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能，在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物，从而提高材料表面的耐磨性。 含铬的弹簧钢在热处理时不易脱碳。铬能提高工具钢的耐磨性、硬度和红硬性。有良好的回火稳定性。在电热合金中，铬能提高合金的抗氧化性、电阻和强度。 (1) 对钢的显做组织及热处理的作用 A、铬与铁形成连续固溶体，缩小奥氏体相区城。铬与碳形成多种碳化物，与碳的亲和力大于铁和锰而低于钨、钼等．铬与铁可形成金属间化合物σ相(FeCr) B、铬使珠光体中碳的浓度及奥氏体中碳的极限溶解度减少 C、减缓奥氏体的分解速度，显著提高钢的淬透性．但亦增加钢的回火脆性倾向 (2)对钢的力学性能的作用 A、提高钢的强度和硬度．时加入其他合金元素时，效果较显著 B、显著提高钢的脆性转变温度 C、在含铬量高的Fe-Cr合金中，若有σ相析出，冲击韧性急剧下降 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、提高钢的耐磨性，经研磨，易获得较高的表面光洁度 B、降低钢的电导率，降低电阻温度系数 C、提高钢的矫顽力和剩余磁感．广泛用于制造永磁钢 D、铬促使钢的表面形成钝化膜，当有一定含量的铭时，显著提高钢的耐腐蚀性能（特别是硝酸）。若有铬的碳化物析出时，使钢的耐腐蚀性能下降 E、提高钢的抗氧化性能 F、铬钢中易形成树枝状偏析，降低钢的塑性 G、由于铬使钢的热导率下降，热加工时要缓慢升温，锻、轧后要缓冷 (4)在钢中的应用 A、合金结构钢中主要利用铬提高淬透性，并可在渗碳表面形成含铬碳化物以提高耐磨性 B、弹簧钢中利用铬和共他合金元素一起提供的综合性能 C、轴承钢中主要利用铬的特殊碳化物对耐磨性的贡献及研磨后表面光沽度高的优点 D、工具钢和高速钢中主要利用铬提高耐磨性的作用，并具有一定的回火稳定性和韧性 E、不锈钢、耐热钢中铬常与锰、氮、镍等联合便用，当需形成奥氏体钢时，稳定铁素体的铬与稳定奥氏体的锰、镍之间须有一定比例，如Cr18Ni9等 F、我国铬资源较少．应尽量节省铬的使用 2、钼(Mo) 钼在钢中能提高淬透性和热强性。防止回火脆性，增加剩磁和矫顽力以及在某些介质中的抗蚀性。 在调质钢中，钼能使较大断面的零件淬深、淬透，提高钢的抗回火性或回火稳定性，使零件可以在较高温度下回火，从而更有效地消除（或降低）残余应力，提高塑性。 在渗碳钢中钼除具有上述作用外，还能在渗碳层中降低碳化物在晶界上形成连续网状的

钢铁中的元素及作用

各种元素在钢铁中的作用 钢铁是铁与C(碳)、Si(硅)、Mn(锰)、P(磷)、S(硫)以及少量的其他元素所组成的合金。其中除Fe(铁)外，C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用，故统称为铁碳合金。它是工程技术中最重要、用量最大的金属材料。 各种元素在钢铁中有什么作用 碳（Carbon) 存在于所有的钢材，是最重要的硬化元素。有助于增加钢材的强度，我们通常希望刀具级别的钢材拥有0.6%以上的碳，也成为高碳钢。 铬（Chromium) 增加耐磨损性，硬度，最重要的是耐腐蚀性，拥有13%以上的认为是不锈钢。尽管这么叫，如果保养不当，所有钢材都会生锈 锰（Manganese） 重要的元素，有助于生成纹理结构，增加坚固性，和强度、及耐磨损性。在热处理和卷压过程中使钢材内部脱氧，出现在大多数的刀剪用钢材中，除了A-2,L-6和CPM 420V。 钼（Molybdenum） 碳化作用剂，防止钢材变脆，在高温时保持钢材的强度，出现在很多钢材中，空气硬化钢（例如A-2,ATS-34）总是包含1%或者更多的钼,这样它们才能在空气中变硬。 镍（Nickle） 保持强度、抗腐蚀性、和韧性。出现在L-6\AUS-6和AUS-8中。 硅（Silicon） 有助于增强强度。和锰一样，硅在钢的生产过程中用于保持钢材的强度。 钨（Tungsten） 增强抗磨损性。将钨和适当比例的铬或锰混合用于制造高速钢。在高速钢M-2中就含有大量的钨。 钒（Vanadium） 增强抗磨损能力和延展性。一种钒的碳化物用于制造条纹钢。在许多种钢材中都含有钒，其中M-2，Vascowear，CPM T440V和420V A含有大量的钒。而BG-42与ATS-34最大的不同就是前者含有钒 按钢的用途分类 一、结构钢 （1)建筑及工程用结构钢简称建造用钢，它是指用于建筑、桥梁、船舶、锅炉或其他工程上制作金属结构件的钢。 （2)机械制造用结构钢--是指用于制造机械设备上结构零件的钢。这类钢基本上都是优质钢或高级优质钢，主要有优质碳素结构钢、合金结构钢、易切结构钢、弹簧钢、滚动轴承钢等 根据含碳量和用途的不同﹐这类钢大致又分为三类﹕ 1. 小于0.25％C为低碳钢﹐其中尤以含碳低于0.10%的08F﹐08Al等﹐由于具有很好的深冲性和焊接性而被广泛地用作深冲件如汽车﹑制罐……等﹐20G则是制造普通锅炉的主要材料﹐此外﹐低碳钢也广泛地作为渗碳钢﹐用于机械制造业﹐ 2. 0.25～0.60％C为中碳钢﹐多在调质状态下使用﹐制作机械制造工业的零件。调质多少22~34HRC,能得到综合机械性能,也便于切削. 3. 大于0.6％C为高碳钢﹐多用于制造弹簧﹑齿轮﹑轧辊等﹐根据含锰量的不同﹐又可

公路钢结构桥梁设计规范JTGD64-20151-4总则、材料、结构计算剖析

《公路钢结构桥梁设计规范》 1 总则 3 材料及设计指标 4 结构分析 吴冲 同济大学桥梁工程系 cwu@https://www.sodocs.net/doc/375634021.html,

《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64-2015)公告

?根据交通部《关于下达2006 年度公路工程标准制修订项目计划的通知》（交公路发[2006]439 号文）要求，在《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86）的基础上修订而成。?主持主编单位 中交公路规划设计院有限公司?参加单位 同济大学 西南交通大学 北京交通大学 清华大学 长安大学 东南大学 中铁宝桥集团有限公司 中铁山桥集团有限公司

?主编： 张喜刚 ?主要参编人员： 裴岷山、赵君黎、吴冲、强士中、雷俊卿、聂建国、王春 生、陈惟珍、程刚、张克、黄李骥、冯苠、冯良平、 刘玉擎、姚波、刘晓娣、钱叶祥、胡广瑞 ?参与审查人员： 万珊珊、徐君兰、王福敏、李怀峰、韩大章、代希华、廖建宏、李军平、沈永林、杨耀铨、张子华、王志英、田克平、包琦玮、姚翔、郭晓东、黎立新

本次修订的主要内容?调整了规范适用范围； 主体工程采用钢材的钢结构桥梁，如钢板梁桥、钢箱梁桥、钢桁梁桥等， 采用钢材的桥梁结构或构件，如斜拉索、钢塔、钢桥墩等。?采用了概率理论为基础的极限状态设计方法（疲劳计算除外）；?改进了钢结构的强度、稳定和疲劳设计与计算方法 考虑剪力滞影响 增加板件和加劲板局部稳定计算 增加了疲劳荷载模型，采用容许应力幅方法计算；?补充和完善了钢板梁、钢桁梁、组合梁、缆索系统、支座与伸缩装置的计算和构造规定；?增加了有关钢箱梁、钢管结构、钢塔、防护及维护设计的相关规定

各元素对钢材的影响

（ a ）碳；含碳量越高，刚的硬度就越高，但是它的可塑性和韧性就越差． （ b ）硫；是钢中的有害杂物，含硫较高的钢在高温进行压力加工时，容易脆裂，通常叫作热脆性． （ c ）磷；能使钢的可塑性及韧性明显下降，特别的在低温下更为严重，这种现象叫作冷脆性．在优 质钢中，硫和磷要严格控制．但从另方面看，在低碳钢中含有较高的硫和磷，能使其切削易断，对改 善钢的可切削性是有利的． （ d ）锰；能提高钢的强度，能消弱和消除硫的不良影响，并能提高钢的淬透性，含锰量很高的高合 金钢（高锰钢）具有良好的耐磨性和其它的物理性能． （ e）硅；它可以提高钢的硬度，但是可塑性和韧性下降，电工用的钢中含有一定量的硅，能改善软 磁性能． （ f）钨；能提高钢的红硬性和热强性，并能提高钢的耐磨性． 冷镦钢成型用钢,冷镦是在室温下采用一次或多次冲击加载,广泛用于生产螺钉,销钉,螺母等标准件.冷镦 工艺可节省原料,降成本,而且通过冷作硬化提高工作的抗拉强度,改善性能,冷镦用钢必须其有良好的冷 顶锻性能,钢中S和P等杂质含量减少,对钢材的表面质量要求严格,经常采用优质碳钢,若钢的含碳钢大 于0.25%,应进行球化退火热处理,以改善钢的冷镦性能. 力学性能要求 1．屈服强度σs及变形抗力尺可能的小，这样可使单位变形力相应减小，以延长模具寿命。 2．钢材的冷变形性能要好，即材料应有较好的塑性，较低的硬度，能在较大的变形程度下不致引起产品开裂。3．钢材的加工硬化敏感性尽可能的低，这样不致使冷镦变形过程中的变形力太大。 二、化学成份要求冷镦钢 1．碳（C）碳是影响钢材冷塑性变形的最主要元素。含碳量越高，钢的强度越高，而塑性越低。实践证明，含碳量每提高0.1%，其屈服强度σs约提高27.4Mpa；抗拉强度σb提高58.8~78.4Mpa；而伸 长率δ则降低4.3%，断面收缩率ψ降低7.3%。由此可见，钢中含碳量对于钢材的冷塑性变形性能的 影响是很大的。在生产实际中，冷镦，冷挤用钢的含碳量大于0.25%时，要求钢材在拉拔前要进行球 化退火。对于变形程度为65%~80%的冷镦件，不经过中间退火而进行三次镦锻变形时，其含碳量不应超过0.4%。2．锰（Mn）锰在钢的冶炼中与氧化铁作用（Mn+FeO→MnO+Fe）,主要是为钢脱 氧而加入。锰在钢中硫化铁作用（Mn+FeS→MnS+Fe）,能减少硫对钢的有害作用。所形成的硫化锰，可改善钢的切削性能。锰使钢的抗拉强度σb和屈服强度σs有所提高，塑性有所降低，对于钢的冷塑 性变形是不利的。但是锰对变形力的影响仅为碳的1/4左右。所以，除特殊要求外，碳钢的含锰量，不宜超过0.9%。3．硅（Si）硅是钢在冶炼时脱氧剂的残余物。当钢中含硅量增加0.1%时，抗拉 强度σb提高13.7Mpa。经验表明，含硅量超过0.17%且含碳量较高时，对钢材的塑性降低有很大的影响。在钢中适当增加硅的含量，对钢材的综合力学性能，特别是弹性极限有利，还可增加钢的耐蚀性。但是钢中含硅量超过0.15%时，使钢急剧形成非金属夹杂物。高硅钢即使退火，也不会软化，降低钢 的冷塑性变形性能。因此，除了产品有高强度性能要求外，冷镦钢总是尽量要求减少硅的含量。 4．硫（S）硫是有害杂质。钢中的硫在冷镦时会使金属的结晶颗粒彼此分离引起裂纹，硫的存在还促使钢产生热脆和生锈，因此，含硫量应小于0.055%。优质钢应小于0.04%，由于硫、磷和锰的化合物能改善切削性能、冷镦螺母用钢的含硫量可放宽到0.08~0.12%，以有利于攻螺纹。但一般没有专为螺

钢结构桥梁的入门-

钢结构桥梁的入门级别 小跨度与大跨度钢箱梁 建国以来长江上几座里程牌式钢桥,高瞻远瞩,胸怀大志,入门开始 武汉长江大桥(128m跨度,3号钢Q240)

南京长江大桥(160m跨度,16Mnq Q345) 九江长江大桥(216m跨度,15MnVNq Q420)

芜湖长江大桥(312m跨度,14MnNbq Q345) 天兴洲长江大桥(504m跨度,14MnNbq Q345) 一、桥梁用钢牌号 1、Q235qD Q345qD Q370qD Q420QD 第一个Q为屈服拼音第一个字母,屈服之意; 数字235表示屈服强度(是一个应力数值),数字后q为桥梁第一个拼音q,表示为桥梁用结构钢;最后一个大写字母D 为钢材等级,钢材等级之分有A、B、C、D、E5个等级,A不做冲击功要求,B表示

常温20゜冲击功,C为0゜冲击功,D表示-20゜是冲击功,E为-40独冲击功要求.冲击功与钢材韧性相关, Q345qE 联合起来意为:屈服强度为345MPa应力的桥梁用钢,-40゜有冲击功要求,一般不小于47J.钢材安全系数一般取为1.7,那么Q345钢材容许应力为345/1.7=202.9MPa,规范中采用200MPa.Q345中345为屈服强度,抗拉强度更大,一般为容许应力的2.5倍,所以Q345抗拉强度为200*2.5=500MPa,规范中取值510MPa.抗剪容许应力为基本容许应力的0.6倍,局部承压为基本容许应力的 1.5倍,规范中Q345钢材抗剪容许应力120MPa,局部承压容许应力为300MPa. 二、钢结构桥梁的设计方法 公路钢结构桥梁设计规范2015没出来之前,公路钢结构桥梁仍然采用容许应力法设计:各项荷载系数为1,荷载组合下外力应力只要小于容许应力200MPa 即可.现在新出钢桥规范为了与混凝土统一采用两个极限状态设计法一致,钢结构桥梁也采用了极限状态设计法,以Q345qD钢为例说明问题的实质性: 1)容许应力法 外荷载组合系数:1x恒载+1x活载+1x其它可变活载 荷载组合下的应力小于规范中的容许应力200MPa (345/1.7=203) 2)极限状态法 外荷载组合系数:1.2x恒载+1.4x活载+1.4x其它可变活载X0.75 综合起来极限状态法相比于容许应力法荷载综合系数采用了1.35 荷载组合下的应力小于规范中的容许应力275MPa (345/1.7x1.35=274) 所以极限状态法相当于外荷载系数乘了个1.35的数值,相对于容许应力法中的容许应力相应同时乘以1.35的数值,本质一样,游戏而已.

合金元素在钢中的主要作用

简述几种常见合金元素在钢中的主要作用 为了改善和提高钢的某些性能和使之获得某些特殊性能而有意在冶炼 过程中加入的元素称为合金元素。常用的合金元素有铬，镍，钼，钨，钒，钛，铌，锆，钴，硅，锰，铝，铜，硼，稀土等。磷，硫，氮等在某些情况下也起到合金的作用。 (1)铬(Cr) 铬能增加钢的淬透性并有二次硬化的作用，可提高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆。含量超过12%时，使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性腐蚀的作用，还增加钢的热强性。铬为不锈钢耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。 铬能提高碳素钢轧制状态的强度和硬度，降低伸长率和断面收缩率。当铬含量超过15%时，强度和硬度将下降，伸长率和断面收缩率则相应地有所提高。含铬钢的零件经研磨容易获得较高的表面加工质量。 铬在调质结构中的主要作用是提高淬透性，使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能，在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物，从而提高材料表面的耐磨性。 含铬的弹簧钢在热处理时不易脱碳。铬能提高工具钢的耐磨性、硬度和红硬性，有良好的回火稳定性。在电热合金中，铬能提高合金的抗氧化性、电阻和强度。 （2）镍（Ni） 镍在钢中强化铁素体并细化珠光体，总的效果是提高强度，对塑性的影响不显著。一般地讲，对不需调质处理而在轧钢、正火或退火状态使用的低碳钢，一定的含镍量能提高钢的强度而不显著降低其韧性。据统计，每增加1%的镍约可提高强度。随着镍含量的增加，钢的屈服程度比抗拉强度提高的快，因此含镍钢的比可较普通碳素钢高。镍在提高钢强度的同时，对钢的韧性、塑性以及其他工艺的性能的损害较其他合金元素的影响小。对于中碳钢，由于镍降低珠光体转变温度，使珠光体变细；又由于镍降低共析点的含碳量，因而和相同的碳含量的碳素钢比，其珠光体数量较多，使含镍的珠光体铁素体钢的强度较相同碳含量的碳素钢高。反之，若使钢的强度相同，含镍钢的碳含量可以适当降低，因而能使钢的韧性和塑性有所提。镍可以提高钢对疲劳的抗力和减小钢对缺口的敏感性。镍降低钢的低温脆性转变温度，这对低温用钢有极重要的意义。含镍%的钢可在-100℃时使用，含镍9%的钢则可在 -196℃时工作。镍不增加钢对蠕变的抗力，因此一般不作为热强钢的强化元素。 镍含量高的铁镍合金，其线胀系数随镍含量增减而显著变化，利用这一特性，可以设计和生产具有极低或一定线胀系数的精密合金、双金属材料等。 此外，镍加入钢中不仅能耐酸，而且也能抗碱，对大气及盐都有抗蚀能力，镍是不锈耐酸钢中的重要元素之一。 （3）钼（Mo）

合金元素在钢中的作用

第六章合金钢 合金钢的优点：高的强度和淬透性 第一节合金元素在钢中的作用 常用合金元素： 非碳化物形成元素——Co Ni Cu Si Al 碳化物形成元素——Zr Nb V Ti W Mo Cr Mn Fe 强中强弱 一、合金元素对钢中基本相的影响 1、形成合金铁素体 合金元素→溶入A →形成合金铁素体→固溶强化（Cr,Ni较好） 2、形成合金碳化物 弱碳化物形成元素形成合金渗碳体(Fe,Mn)3C 中强碳化物形成元素形成合金碳化物(Cr23C6，Fe3W3C) 强碳化物形成元素形成特殊碳化物（VC，TiC） 熔点、硬度和稳定性： 特殊碳化物> 合金碳化物> 合金渗碳体> Fe3C 二、合金元素对Fe-FeC相图的影响 合金元素对A相区影响 扩大A相区元素（Mn）——E、S点左下移 缩小A相区元素（Cr）——E、S点左上移 奥氏体钢：1Cr18Ni9 铁素体钢：1Cr17 莱氏体钢：W18Cr4V 三、合金元素对热处理的影响 1、对加热的影响 多数元素减缓A形成，阻碍晶粒长大 2、对冷却的影响 多数元素溶入A后→过冷A稳定性↑→Vc↑→淬透性↑ →Ms点↓→残余A量↑提高淬透性的意义： ①增加淬硬层深度 ②减少工件变形、开裂倾向3、对回火的影响 ①回火稳定性→抗回火软化的能力 ②产生二次硬化（析出特殊碳化物，产生弥散强化；A残→M或B下）

一、低合金高强度钢 碳素结构钢：Q195，Q215，Q235，Q255，Q275 低合金高强度钢：Q295，Q345，Q390，Q420，Q460 Q235+Me(<3%) →Q345 1、成分：~%C，合金元素2~3% 主加元素：Mn ——固溶强化 辅加元素：Ti,Cr,Nb ——弥散强化 使用状态：热轧或正火（F + P），不需最终热处理 2、性能：较高的σs ，良好的塑性韧性， 焊接性，抗蚀性，冷脆转变温度低 3、常用钢号：Q295 （09Mn2），Q345 (16Mn) 用途：工程结构——桥梁，船舶，车辆外壳、支架、压力容器 二、易切削结构钢 牌号：Y12，Y12Pb，Y30，Y 40Mn 性能：良好的切削加工性（170~240HBS，塑性低） 切削抗力小，刀具不易磨损，加工表面粗糙度低 应用：成批、大量生产时，制作性能要求不高的紧固件和小型零件 第三节合金钢的分类与牌号 一、合金钢分类 低合金钢——低合金高强度钢、易切削结构钢 合金结构钢——渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢 合金工具钢——合金工具钢、高速钢 特殊性能钢——不锈钢、耐热钢、耐磨钢 二、合金钢牌号 1、合金结构钢——20CrMnTi，60Si2Mn，25Cr2Ni4WA 2、滚动轴承钢——GCr15 3、合金工具钢——9Mn2V，CrWMn 4、高速钢——W18Cr4V，W6Mo5Cr4V2 5、不锈、耐热钢——4Cr13，0Cr18Ni11Ti，00Cr17Ni14Mo2 6、高锰耐磨钢——ZGMn13 学习思路： 用途→工作条件→性能要求→成分特点→热处理特点→典型钢种应用

桥梁钢结构基础知识

桥梁钢结构基础知识讲座 一、常用钢材 1、结构钢牌号说明，对应标准GB221－2000《钢铁产品牌号表示方法》。 如：Q345qC Q－屈服强度； 345－屈服强度345MPa(当δ≤16mm时，其屈服强度大小与牌号数值相同。板厚增加，强度降低，例如Q345C钢，当δ＞63mm时，其屈服强度只有315MPa)； q－桥梁用结构钢； C－质量等级为C级。 钢材质量等级共有A、B、C、D、E 5个级别，A级最低，E级最高，主要表现在钢中有害杂质S、P含量的多少，耐冲击温度的高低。如： A KV(纵向)Q345A、B级钢，＋20℃，34J； A KV(纵向)Q345C级钢，0℃，34J； A KV(纵向)Q345D级钢，—20℃，34J； A KV(纵向)Q345E级钢，－40℃，34J。 2、结构钢的屈强比 即钢材的屈服强度与抗拉强度之比，σs/σb . .

屈强比越小，强度储备越大，结构越安全可靠；屈强比越大，强度储备越小，结构越不安全可靠。一般屈强比不超过0.8。一般，钢材的强度等级越高，屈强比越大，反之，越小。 3、碳素结构钢 对应标准GB/T700-2006，有4个强度等级： Q195（不分级）； Q215（A、B级）； Q235（A、B、C、D级）； Q275（A、B、C、D级）。 用的比较多的是Q235C钢，相当于过去的A3钢。 4、低合金高强度结构钢 对应标准GB/T1591-2008, 有8个强度等级： Q345（A、B、C、D、E级）； Q390（A、B、C、D、E级）； Q420（A、B、C、D、E级）； Q460（C、D、E级）； Q500（C、D、E级）； Q550（C、D、E级）； Q620（C、D、E级）； Q690（C、D、E级）。 过去的16Mn相当于Q345的A、B级。 . .

合金元素在钢中的作用

了合金化而加入的合金元素,最常用的有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒,钛,铌、硼、铝等。现分别说明它们在钢中的作用。 1、硅在钢中的作用: (1)提高钢中固溶体的强度与冷加工硬化程度使钢的韧性与塑性降低。 (2) 硅能显著地提高钢的弹性极限、屈服极限与屈强比,这就是一般弹簧钢。(3)耐腐蚀性。硅的质量分数为15％一20％的高硅铸铁,就是很好的耐酸材料。含有硅的钢在氧化气氛中加热时,表面也将形成一层SiO2薄膜,从而提高钢在高温时的抗氧化性。 缺点:(4)使钢的焊接性能恶化。 2、锰在钢中的作用 (1)锰提高钢的淬透性。 (2)锰对提高低碳与中碳珠光体钢的强度有显著的作用。 (3)锰对钢的高温瞬时强度有所提高。 锰钢的主要缺点就是,①含锰较高时,有较明显的回火脆性现象;②锰有促进晶粒长大的作用,因此锰钢对过热较敏感t在热处理工艺上必须注意。这种缺点可用加入细化晶粒元素如钼、钒、钛等来克服:⑧当锰的质量分数超过1％时,会使钢的焊接性能变坏,④锰会使钢的耐锈蚀性能降低。 3、铬在钢中的作用 (1)铬可提高钢的强度与硬度。 (2)铬可提高钢的高温机械性能。 (3)使钢具有良好的抗腐蚀性与抗氧化性 (4)阻止石墨化 (5)提高淬透性。 缺点:①铬就是显著提高钢的脆性转变温度②铬能促进钢的回火脆性。4、镍在钢中的作用 (1)可提高钢的强度而不显著降低其韧性。 (2)镍可降低钢的脆性转变温度,即可提高钢的低温韧性。 (3)改善钢的加工性与可焊性。 (4)镍可以提高钢的抗腐蚀能力,不仅能耐酸,而且能抗碱与大气的腐蚀。

5、钼在钢中的作用 (1)钼对铁素体有固溶强化作用。 (2)提高钢热强性 (3)抗氢侵蚀的作用。 (4)提高钢的淬透性。 缺点:钼的主要不良作用就是它能使低合金钼钢发生石墨化的倾向。6、钨在钢中的作用 (1) 提高强度 (2)提高钢的高温强度。 (3)提高钢的抗氢性能。 (4)就是使钢具有热硬性。因此钨就是高速工具钢中的主要合金元素。7、钒在钢中的作用 (1)热强性。 (2)钒能显著地改善普通低碳低合金钢的焊接性能。8、钛在钢中的作用 (1)钛能改善钢的热强性,提高钢的抗蠕变性能及高温持久强度;(金属材料长期在高温条件下受热应力的作用而产生缓慢、连续的塑性变形的现象,叫金属的蠕变) (2)并能提高钢在高温高压氢气中的稳定性。使钢在高压下对氢的稳定性高达600℃以上,在珠光体低合金钢中,钛可阻止钼钢在高温下的石墨化现象。因此,钛就是锅炉高温元件所用的热强钢中的重要合金元素之一。 9、铌在钢中的作用 (1)铌与碳、氮、氧都有极强的结合力,并与之形成相应的极为稳定的化合物,因而能细化晶粒,降低钢的过热敏感性与回火脆性。 (2)有极好的抗氢性能。 (3)铌能提高钢的热强性 10、硼在钢中的作用 ; (1)提高钢的淬透性。 (2)提高钢的高温强度。强化晶界的作用。 11、铝在钢中的作用

钢中各元素在钢中的作用2018.1.17

钢中各元素在钢中的作用 李祥才 1、碳 碳是对钢的强度贡献最大的元素。碳溶解在钢中形成间隙固溶体，起固溶强化的作用，另外它与强碳化物形成元素如V、Nb、Ti形成碳化物析出时，起到沉淀强化作用。碳对钢的强度、硬度、塑性、韧性、脱碳倾向和显微组织都有很大影响，其影响往往超过其他合金元素，并且淬火加热时溶入奥氏体的碳能够提高钢的淬透性，但是碳含量增加时会使钢的塑性、韧性明显变差，增加钢的脱碳倾向，其影响往往超过其他合金元素，因此钢中的碳含量不宜太多。 2、硅 硅具有明显的固溶强化作用，它不形成碳化物，基本上以固溶状态存在于钢中，在常用合金元素中，硅的固溶强化作用最强。硅能改变回火时析出碳化物的数量、尺寸和形态，提高钢的回火稳定性及间接的促进沉淀强化的作用。并且硅还能显著提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比，故广泛用于作弹簧钢。但硅含量较高时会明显增加钢的脱碳倾向。 3、锰 锰是提高淬透性最有效的合金元素，它溶入铁素体中有固溶强化作用，同时能够改善钢的热处理性能，细化珠光体晶粒，提高钢的强度和硬度。对弹簧钢而言，锰含量只有大于0.5％时，才有可能

使淬火时弹簧钢心部完全转变为马氏体，但当锰含量超过1.5％时，韧性会明显下降，因此Mn在钢中含量不宜太高。 4、铬 铬是强碳化物形成元素，Cr作为合金元素加入，可降低钢中碳的活度，改善钢的抗氧化作用，增加钢的抗腐蚀能力，提高钢的强度，显著提高钢的淬透性。Cr与C有较强的亲和力，含Cr１％左右时，钢中渗碳体以（Fe，Cr）3为主。Cr元素最突出的优点是能够提高钢中碳扩散的激活能，减少钢的脱碳倾向和晶粒粗化倾向。锰、铬两种元素的主要作用是提高钢的淬透性，特别是两者共用时淬透性效果更好，典型的钢种如弹簧钢SUP9和SUP9A，Mn、Cr共用，可显著提高该类钢的淬透性。 5、钼 钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时可保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力，发生变形，称蠕变)。钢中加入钼，能提高机械性能，还可以抑制合金钢由于回火而引起的脆性。典型的钢种如35CrMo（H）、42CrMo（H）以及 52CrMoV4等。 6、钒 钒是强碳氮化物形成元素，与C、N元素有很强的亲和力，当它们生成细小弥散的VC、VN时可产生强烈的沉淀强化效果，并能细化晶粒，提高钢的硬度、强度，特别是屈强比。但是只有溶入奥氏体中的钒才能够强烈提高钢的淬透性，不能溶入奥氏体的V（如V与C、

各种元素在不锈钢中所起的作用

各种元素在不锈钢中所起的作用： 碳钢一般是铁碳系的，元素一般有C、Fe、Mn、Si、S、p。 不锈钢一般是铬（Cr）或铬镍（Cr-Ni）系的。不过不锈钢也分铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、双相不锈钢等。 马氏体不锈钢一般Cr含量为13%左右，铁素体不锈钢一般Cr含量为17%左右。用的比较多的是奥氏体不锈钢，也就是Cr-Ni系的。用的较多的有304、308、316等等。 合金元素的影响： Mn 1、在低含量范围内，对钢具有很大的强化作用，提高强度、硬度和耐磨性 2、降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性 3、稍稍改善钢的低温韧性 4、在高含量范围内，作为主要的奥氏体化元素 Si 1、强化铁素体，提高钢的强度和硬度 2、降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性 3、提高钢的氧化性腐蚀介质中的耐蚀性，提高钢的耐热性 4、磁钢中的主要合金元素（含量在0.40%范围内时，改善热裂倾向，含量高时，易形成柱状晶，增加热裂倾向。） Cr 1、在低合金范围内，对钢具有很大的强化作用，提高强度、硬度和耐磨性 2、降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性 3、提高钢的耐热性 4、在高合金范围内，使钢具有对强氧化性酸类等腐蚀介质的耐腐蚀能力 Mo 1、强化铁素体，提高钢的强度和硬度 2、降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性 3、提高钢的耐热性和高温强度 Ni 1、提高钢的强度，而不降低其塑性，改善钢的低温韧性 2、降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性 3、扩大奥氏体区，是奥氏体化的有效元素 4、本身具有一定耐蚀性，对一些还原性酸类有良好的耐蚀能力 Al 1、炼钢中起良好的脱氧作用 2、细化钢的晶粒，提高钢的强度 3、提高钢的抗氧化性能，提高不锈钢对强氧化性酸类的耐蚀能力