影響鋼材性能的因素很多,本節主要論述鋼材冶金缺陷、鋼材的硬化,溫度等因素對鋼材性能的影響。
一、冶金缺陷
鋼材的冶金缺陷主要在于偏析夾雜、氣孔、夾層、裂紋。偏析是指金屬或非金屬結晶后的化學成分在鋼中分布不均勻。硫、磷偏析會使鋼成材后的性能惡化。非金屬夾雜是指鋼中含有硫化物,氧化物等雜質。氣孔是由于氧化鐵與碳作用生成的一氧化碳不能完全逸出而形成的。夾層是因為鋼錠內的氣泡,非眾屬夾雜等在軋制溫度和壓力不夠時,氣泡等雜質被壓扁延伸所形成的。此外,因冶煉過程中殘留的氣泡、雜質、夾液或山于鋼錠冷卻、軋制工藝不當等原因,還可能導致鋼材內部形成細微裂紋。這些冶煉缺陷都會對鋼材的性能造成不良影響。
二、鋼材的硬化
鋼成材后的硬化有時效硬化和冷作硬化兩種。時效硬化是鋼材的強度隨時間增長而增長的現象。在發生時效硬化時,鋼材的強度(屈服強度和抗拉弧度)提高,塑性和沖擊韌性降低。常溫環境下,時效硬化過程一般較長,但是在高溫環境下,鋼材時效硬化的進程得以明顯加快。為了確定鋼材時效硬化后的沖擊韌性,常采用人工快速時效的方法,即先使鋼材產生一定的塑性變形(l0%左右),再加熱至250℃左右并保溫1h,然后令其自然冷卻。
冷作硬化是當鋼材進行冷加工(沖剪、拉等)超過其屈服強度后卸載,出現殘余變形,再次加菏時會出現鋼材屈服強度有所提高的現象。冷作硬化在使鋼材強度提高的同時,會造成材料明性和沖擊韌性下降,增加鋼材出現脆性破壞的可能性。
三、溫度
環境溫度的改變對于鋼材的性能有一定影響,在0℃以上,總的趨勢是隨溫度升高,鋼材的溫度和彈性模量下降,塑性隨之提高,但在200℃以內,鋼材性能的變化不明顯,超過200℃,尤其在430~510℃,鋼材強度指標急劇下降,600℃以上時即可以認為鋼材失去承載能力。另外需要注意的是在250℃左右,鋼材會出現抗拉強度提高,沖擊韌性下降的現象,山于在此溫度下鋼材表面的氧化膜呈藍色,故這種現象被稱為藍脆現象。在藍脆溫度下加工的鋼材,可能引起裂紋,所以盡量避免鋼材在藍脆溫度范圍區間進行熱加工。