【正确答案】建筑钢材中除铁元素外,还包含碳(c)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)、氧(O)等元素,在许多情况下还要考虑各种合金元素。它们对钢材会产生有利或不利的影响 分述加下
(1)碳(C)。建筑钢材中碳的质量分数不大于0.8/%,碳含量的增加将提高钢材的抗拉强度与硬度,但使塑性与韧性降低,焊接性、耐腐蚀性也随之下降。当碳的质量分数大于1.0/%时,钢的强度反而下降,其原因在于在珠光体晶界上网状分布的渗碳体使钢变脆。建筑结构用的钢材多为碳的质量分数在0.25/%以下的低碳钢及碳的质量分数在0.52/%以下的低合金钢。
(2)硅(si)。当硅的质量分数小于1/%时,硅含量的增加可以显著提高钢材的强度及硬度,且对塑性及韧性无显著影响。其原因在于,此时大部分硅溶于铁素体中,使铁素体得以强化。正是由于适量的硅可以多方面改善钢材的力学性能,所以它是钢材的主加合金元素之一。
(3)锰(Mn)。锰可起脱氧去硫作用,故可有效消减因硫引起的热脆性,还可显著改善耐腐及耐磨性,增强钢材的强度及硬度。其原因在于:锰原子溶于铁素体中使其强化,而且还将珠光体细化,从而提高了强度。所以锰也是主要的合金元素之一。
(4)硫(s)。硫为建筑钢材中的主要杂质,是有害元素。当热加工或焊接温度达到800~1000℃时,它可引发裂纹,使钢材产生热脆性。硫能生成易于熔化的硫化铁而形成夹杂物,不仅使钢材起层而且使钢材的各种力学性能均降低。建筑钢材要求硫的质量分数低于0.045/%。
(5)磷(P)。磷也是建筑钢材中的主要杂质,作为有害元素,它能引起钢材的冷脆性,造成钢材的塑性、韧性显著下降,焊接性、冷弯性也变差。其原因在于:磷在钢中的偏析与富集使铁素体晶格严重畸变,从而使钢材变脆。但磷可使钢材的耐磨性及耐腐蚀性提高。
其他如氮也是钢材中的有害元素,氮对钢材性质的影响与碳、磷相似,在铝、铌、钒等的配合下,氮可作为低合金钢的合金元素。合金元素还有铝、钛、钒、铌等。
【答案解析】