主講教師：崔廣磊國家職業教育汽車車身維修技術專業教學資源庫知識點：碳素鋼--常存雜質元素對鋼性能的影響

汽車車身材料國家職業教育汽車車身維修技術專業教學資源庫

汽車車身材料碳素鋼中含有雜質元素的種類各種雜質元素對碳素鋼性能的影響主要內容

汽車車身材料一、雜質元素的種類實際使用的鋼中，除了含有鐵、碳與合金元素外，在冶煉過程中，不可避免地要帶入一些雜質（如錳、硅、硫、磷、非金屬類雜質以及某些氣體，如氮、氫、氧等）。這些雜質對鋼的質量有很大的影響。國家職業教育汽車車身維修技術專業教學資源庫

汽車車身材料

汽車車身材料二、雜質元素對碳素鋼性能的影響國家職業教育汽車車身維修技術專業教學資源庫

汽車車身材料1.錳（Mn）——有益元素來源：用錳鐵脫氧后殘留在鋼中的。作用：③提高P的相對量，并使P細化，提高鋼的強度；④形成MnS（熔點：1620℃）降低或消除熱脆傾向。②溶于F，形成置換固溶體， “固溶強化”①

清除鋼中的氧化鐵，改善鋼的質量；含量：WMn=0.25-0.80%金屬錳國家職業教育汽車車身維修技術專業教學資源庫

汽車車身材料2.硅(Si)——有益元素來源：用硅鐵脫氧后殘留在鋼中的。作用：②溶于F，形成置換固溶體， “固溶強化”①

清除鋼中的氧化鐵，改善鋼的質量；含量：

WSi=0.17-0.37%

金屬硅國家職業教育汽車車身維修技術專業教學資源庫

汽車車身材料“熱脆”其他危害：降低焊接性能、形成硫化物夾雜引起高溫龜裂、最易引起偏析。硫化物夾雜

（Fe+FeS）熔點：985℃3.硫——有害元素來源：由礦石和燃料帶入鋼中的。作用：

含量：WS＜0.05%

非金屬硫國家職業教育汽車車身維修技術專業教學資源庫

汽車車身材料Titanic號采用了含硫高的鋼板，產生了熱脆，導致韌性很差。Titanic號鋼板（左圖）和近代船用鋼板（右圖）的沖擊試驗結果國家職業教育汽車車身維修技術專業教學資源庫

汽車車身材料

建造中的Titanic號可以看到船身上長長的焊縫國家職業教育汽車車身維修技術專業教學資源庫

汽車車身材料“冷脆”比利時阿爾伯特運河鋼橋因磷高產生冷脆于1938年冬發生斷裂墜入河中以[Fe3P]或[Fe2P]形式存在于晶界韌脆轉變溫度升高4.磷——有害元素含量：Wp＜0.045%來源：由礦石和燃料帶入鋼中的。作用：“冷脆”5.非金屬夾雜物

汽車車身材料在煉鋼過程中，少量爐渣、耐火材料及冶煉中反應產物可能進入鋼液，形成非金屬夾雜物。例如氧化物、硫化物、硅酸鹽、氮化物等。它們都會降低鋼的機械性能，特別是降低塑性、韌性及疲勞極限。嚴重時，還會使鋼在熱加工與熱處理時產生裂紋或使用時突然脆斷。6.氫脆——又稱白點是溶于鋼中的氫，聚合為氫分子，造成應力集中，超過鋼的抗拉強度，在鋼內部形成細小的裂紋。

氫脆只可防，不可治。

汽車車身材料7.藍脆發生在鋼表面有藍色氧化膜的溫度范圍，因此，稱為藍脆。

由形變時效引起的，在300℃左右抗拉強度、硬度升高，而塑性、韌性下降的現象。

汽車車身材料小結國家職業教育汽車車身維修技術專業教學資源庫

汽車車身材料

清除鋼中的FeO

1.錳：有益元素與S化合成MnS，減輕或消除S的有害作用。WMn＜0.80%

溶于F，形成置換固溶體，使F強化

清除鋼中的FeO

2.硅：有益元素

溶于F，形成置換固溶體，使F強化

WSi＜0.4%

3.硫：有害元素（熱脆——高溫時鋼材變脆）。WS＜0.05%