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转 炼钢原理12 13钢中气体，炉外精炼原理 第十二章钢中气体一、识记部分 1、时效硬化现象严重是由于钢中含氮量高 2、发生蓝脆现象是由于钢中含氮量高 3、使钢出现氢脆现象是由于钢中含氢量高 4、使钢产生白点现象是由于钢中含氢量高 5、导致钢材石板断口现象是由于钢中含氢量高 6、引起钢材氢腐蚀现象是由于钢中含氢量高 7、使钢产生冷脆现象是由于钢中含磷量高 8、使钢产生热脆现象是由于钢中含硫量高 9、对钢的性能有害而无利的元素是氢 10、由于合金元素含量增加使熔铁中氢的溶解度增大的合金元素有钛、稀土元素、钛、铌 11、由于合金元素含量增加使熔铁中氢的溶解度降低的合金元素有硅、碳 12、由于合金元素含量增加使熔铁中氮的溶解度增大的合金元素有钒、铌 13、由于合金元素含量增加使熔铁中氮的溶解度降低的合金元素有硅、碳 14、对钢的性能除有害以外，有时也有利的元素有磷、硫、氮 二、理解 1、钢中气体是指溶解在钢中的氢和氮。 2、氮化物的析出过程很慢，因而随时间推移钢的硬度、脆性逐渐增加，塑性、韧性逐渐降低，这种现象称为时效硬化或老化。 3、淬过火的钢在250~400℃间回火后，其ɑk值不仅不增大，反而下降，称第一类回火脆性。这类回火脆性是不可逆的，即脆性一经产生便不能消除。钢回火到上述温度范围时呈蓝色，故这种脆性又称为蓝脆。 4、通常把一定温度下，与101325Pa的氮气相平衡的溶于金属中的氮的数量，称为氮在金属中的溶解度。 5、通常把一定温度下，与101325Pa的氢气分压相平衡的溶于金属中氢的数量，称为氢在金属中的溶解度。 6、钢的塑性随着氢含量增加而下降，具体表现为钢的延伸率和断面收缩率降低，这一现象称为氢脆。 7、所谓白点是指钢材试样纵向断面上圆形或椭圆形的银白色的斑点，直径一般波动在0.3~30mm之间，而在横向酸蚀面上呈辐射状的极细裂纹，即白点的实质是一种内裂纹。 8、所谓石板断口是指钢材的断口有毛茬，似石板断裂状。 9、钢在高压氢作用下其晶界上会产生网络状的裂纹，严重时还可能出现鼓泡，这种现象称为氢腐蚀。 三、应用 1、钢中氮的来源主要有哪几个方面? 答:钢中的氮主要来源于以下三个方面: (1)氧气。目前炼钢用的氧气是通过分离空气而获得的，其纯度为99.5%左右，即氧气中含有0.5%的氮，炼钢过程中会溶入钢液。 (2)炉气和大气。炉气和大气中氮的分压约79kPa，所以炼钢尤其是电炉炼钢的冶炼和浇注过程中，钢液会直接从炉气和大气中吸收大量的氮，而且低碳钢比高碳钢吸得多。 (3)金属炉料。铁水、废钢及铁合金等金属炉料中均溶解有一定量的氮，尤其是一些将氮作为合金化元素用的合金如氮锰合金、氮铬合金等含量更高，冶炼过程中它们会将其中的氮带入钢液。 2、钢中氢的来源有哪些? 答:生产实践表明，氢是在冶炼过程中进入并溶解在钢中的，其主要来源于以下三个方面: (1)炉气。 (2)原材料。 (3)冶炼和浇注系统的耐火材料。 3、氢对钢性能有哪些影响? 答:氢对钢的性能有害而无利，其危害主要表现在以下几方面: (1)使钢出现氢脆。 (2)使钢产生白点。 (3)导致钢材石板断口。所谓石板断口是指钢材的断口有毛茬，似石板断裂状。 (4)引起氢腐蚀。钢在高压氢作用下其晶界上会产生网络状的裂纹，严重时还可能出现鼓泡，这种现象称为氢腐蚀。 4、氮对钢性能有哪些不利的影响? 答:一般情况下，钢中的氮会对钢的许多性能产生不良影响。 (1)含氮高的钢时效硬化现象严重。氮在钢液中的溶解度远高于其在室温下的溶解度，因此，钢中的氮含量高时，在低温下呈过饱和状态。由于氮化物在低温时很稳定，钢中氮不会以气态逸出，而是呈弥散的固态氮化物析出，结果引起金属晶格的扭曲并产生巨大的内应力，导致钢的硬度、脆性增加，塑性、韧性降低。 (2)氮含量高时会使钢发生第一类回火脆性。淬过火的钢在250~400℃间回火后，其ɑk值不仅不增大，反而下降，称第一类回火脆性。这类回火脆性是不可逆的，即脆性一经产生便不能消除。钢回火到上述温度范围时呈蓝色，故这种脆性又称为蓝脆。 此外，钢中的氮还会使镇静钢铸坯产生皮下气泡、恶化钢的焊接性能，降低磁导率、电导率，并能增大矫顽力和磁滞损失等。 5、氮对钢性能有哪些有利的影响? 答:氮可以改善钢的某些性能，因此在特定条件下氮甚至是以合金的形式加入的。 (1)在高铬钢中，氮的固溶强化作用能使钢的强度提高，塑性几乎没有什么降低。 (2)在铬镍奥氏体不锈钢中，由于氮是极强的扩大γ区域的元素，能明显地增加奥氏体的稳定性，所以可与锰一起部分地代替贵重的合金元素镍，以获得单相奥氏体不锈钢。 (3)低碳钢(强度低)中加入少量氮化物形成元素铝、钛等，生成熔点较高的氮化铝、氮化钛，均匀地分布在钢中，可细化晶粒，从而使钢的强度提高。 (4)含铬、钛、铝等强氮化物形成元素的