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铸钢件硬脆及脱碳方法资料整理 问题描述 铸钢硬脆，机加工容易断裂（猜测为含碳量过高） 采用废钢熔炼制造（牌号为45#） 需要解决的有： （1）已知需要的钢材性能在45#与A3（Q235）之间，查找标准的45#与A3（Q235）钢化学成分。 （2）熔炼中脱碳方法 此外由于铸钢件硬脆的原因很多，如合金杂质，气体杂质，铸件冷却速度，未进行热处理等，以下将分四个部分描述这一问题。 （1）45#钢与A3钢的化学成分 （2）铸钢过程中可能导致硬脆的原因，及具体描述 （3）标准的铸钢过程的描述 （4）其中脱碳及其他改进方法的整理 1 45#钢与A3钢的化学成分及性能 1.1 A3钢材 A钢材（旧牌号）现为Q235，它是甲类钢，这类钢生产厂家出厂时只保证机械性能而不保证化学成份，所以杂质成份如S、P可能多一点，其含碳量在0.2%左右，大致相当于20号钢，与新标准中Q235相当。 Q235分A、B、C、D四级(GB/T 700-2006) Q235材料化学成分 牌号 C Mn Si S P Q235A ≤0.22% ≤1.4% ≤0.35% ≤0.050% ≤0.045% Q235B ≤0.20% ≤1.4% ≤0.35% ≤0.045% ≤0.045% Q235C ≤0.17% ≤1.4% ≤0.35% ≤0.040 % ≤0.040% Q235D ≤0.17% ≤1.4% ≤0.35% ≤0.035% ≤0.035% A、B、C、D硫含量依次递减；A和B的磷含量相同，C的磷含量次之，D磷含量最少 Q235力学性能 牌号 抗拉强度（MPa） 屈服强度（MPa） 伸长率（δ5/%） Q235 375-500 ≥235 ≥26（a≤16mm） 伸长率（δ5/%）：≥26（a≤16mm）≥25（a16-40mm）≥24（a40-60mm）≥23（a60-100mm）≥22（a100-150mm）≥21（a150mm）其中 a 为钢材厚度或直径。(具体描述见《材料工程大典第二卷：钢铁材料工程（上）》p246-247) 1.2 45#钢材 45#钢为优质碳素结构钢优质碳素结构钢是碳素钢中硫、磷含量比较低，钢质洁净度比较高的钢类。 45#钢材料化学成分 牌号 C Mn Si S P 45# 0.42~0.50% 0.50~0.80% 0.17~0.37% ≤0.045% ≤0.040% Cr Ni Cu ≤0.25% ≤0.25% ≤0.25% Q235力学性能 牌号 抗拉强度（MPa） 屈服强度（MPa） 伸长率（δ5/%） 45# ≥355 600 ≥16 (具体描述见《材料工程大典第二卷：钢铁材料工程（上）》p252-253) 1.3 Mn与Si作用 硅的脱氧能力比锰还要强，在常用的脱氧元素中仅次于铝，炼钢过程中硅铁是常用的脱氧剂。硅几乎全部溶于铁素体从而提高钢的强度、硬度、弹性，降低塑性、韧性，硅可以显著提高抗拉强度，小幅提高屈服强度。碳素钢硅含量（质量分数）通常小于0.35％。少部分硅元素存在于硅酸盐夹杂中。少量的硅仅作为杂质存在时对碳钢的性能作用不显著。硅提高钢的时效敏感性，提高韧脆转变温度。硅能提高抗氧化能力和抗腐蚀能力。 锰是在炼钢时用锰脱氧和脱硫而残存在钢中的元素。一般认为锰是有益元素。锰大部分溶于铁素体，形成置换固溶体使铁素体强化；一部分锰溶于Fe3C中，形成合金渗碳体；锰还能增加珠光体的相对量，并使珠光体变细，这都会使钢的强度增加。锰与硫有很强的结合力，生成的油6能减轻硫的有害作用，在普通碳素结构钢中需要留有一定的锰（一般锰含量为0.25％一0.80%)，同时锰还有提高钢的淬透性作用。可以提高钢材强度，当锰含量较低，只作为杂质元素时对强度影响不显著，对焊接性能影响不大。锰使钢的抗腐蚀能力减弱。 其他元素如P、S为杂质元素并且有害，需要控制含量.他诸如，H、O、N、 Cr、 Ni、 Cu为带入杂质，具体作用在此不描述。(具体描述见《材料工程大典第二卷：钢铁材料工程（上）》p244) 1.4结论 从描述，要求韧性在Q235到45#钢之间可以知道，含碳量应在0.2%~0.45%之间，假设为0.3%。若用45#钢为原料不经过脱碳，熔炼考虑烧损，碳含量不可能达到0.3%韧性不能满足要求。因此需要脱碳。 其次Mn与Si的含量如上所说应为Si小于0.35％，Mn 0.25％一0.80%。 2 铸钢过程中可能导致硬脆的原因及解决方案 由于铸钢件硬脆的原因很多，如合金杂质，气体杂质，铸件冷却速度，未进行热处理等，以下将具体描述。由于具体问题需结合现场实际的条件，如：熔炼炉种类，炉料，熔炼时间，工艺，冷却模具，铸钢热处理等，这里只是大体定性分析 2.1杂质元素的影响 这里主要指的是P、S、H、N、O的影响，可能会影响韧