氧、氮、氢对钢铁产品的危害

1、氢的危害

当钢中氢含量大于2ppm时,氢在所谓的“剥落”现象中起着重要作用。当轧制、锻造后冷却过程中出现内部裂纹和断裂时,这种剥落现象一般较为明显,多见于大截面或高碳钢。由于内应力的存在,这一缺陷会导致大转子在发动机使用过程中出现裂纹。当铸铁中氢大于2ppm时,容易出现气孔或一般孔隙,氢引起的孔隙会引起铁的脆化。“氢脆”主要发生在马氏体钢中,在铁素体钢中不太突出,在奥氏体钢中其实并不明显。此外,氢脆一般随硬度和含碳量的增加而增加。

2、氧气的危害

氧和氢一样,对钢的机械性能有不利影响。不仅氧的浓度,含氧包裹体的数量、类型和分布也有非常重要的影响。该类包体是指金属氧化物、硅酸盐、铝酸盐、含氧硫化物及类似的包体化合物。炼钢需要脱氧,因为在凝固过程中,溶液中的氧和碳会发生反应,产生一氧化碳,从而产生气泡。此外,氧在冷却过程中会析出FeO、MnO等氧化夹杂物,从而削弱其热加工性或冷加工性,以及延性、韧性、疲劳强度和钢的加工性能。在室温下,氧、氮和碳也会引起老化或硬度自发增加。对于铸铁来说,当铸锭凝固时,氧化物和碳会发生反应,从而造成产品气孔和产品脆化。

3、氮的危害

氮一般不能归为有害气体元素,因为有些特殊钢是有意加入氮的。所有的钢都含有氮,氮的含量取决于钢的生产方法,合金元素的种类和数量以及添加的方式,铸造钢的方法,以及是否有意添加氮。对于某些牌号的不锈钢,适当增加N的含量可以减少Cr的使用量。铬相对昂贵。该方法可有效降低成本。钢中的大部分氮是以金属氮化物的形式存在的。例如,储存一段时间后,钢材是应变时效的,不能深拉(如汽车保护板深拉),因为钢材会撕裂,不能向各个方向均匀拉伸。这是由于晶粒尺寸大,并且在晶粒界面上沉积了Fe4N。再如:在不锈钢中,在晶粒界面上形成氮化铬(Cr2N),会耗尽界面上所含的铬,造成所谓的晶间腐蚀现象。加入钛优先形成氮化钛可以防止这种有害影响。

1、 H手臂的Hydrogen


发布时间:2021年10月11日