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钢材中PS的危害和国标中的规定含量

经常听说 钢管 钢材的化学成份中 P(磷) S(硫) 的含量越低越好,但是 很多人 可能不知道 为什么要越低越好?今天 就聊聊 P S 的危害和国标中的规定含量是多少。

1  S的危害

在钢板中硫化物夹杂以片状沿轧制方向分布,是延性撕裂的起源,降低了钢材的韧性和抗层状撕裂能力。钢材中的硫对热加工和焊接造成危害,它和铁生成FeS易与γ-Fe形成低熔点共晶(Fe-FeS共晶的熔点为985℃)。在热加工(1000-1200℃)时共晶体熔化,导致钢材在高温时破裂,这种现象称为“热脆”。在焊接高温下,FeS与铁水可无限互溶,溶池凝固时FeS与Fe或FeO形成低熔点共晶,可能导致焊缝的结晶裂纹。


2  P的危害

P在钢中的固溶强化和冷作硬化极强,它使钢材强度和硬度提高,塑性和韧性下降(特别是低温韧性),这就是钢的冷脆性。磷在钢中偏析,增大钢的回火脆性(Cr-Mo钢更明显)。

控制或降低钢中S、P含量,不仅提高钢材的塑性和韧性,改善焊接性能,降低冷热脆性和回火脆性,而且提高钢材的洁净度,降低脆性转变温度,提高厚板沿厚度方向的Z向性能。这是钢材改善韧性最重要的途径之一。


3  TSG21中对P、S含量的具体要求:

(1). 2.2.1.2.1用于焊接的碳素钢和低合金钢:P≤0.035%,S≤0.035%。

(2). 2.2.1.2.2压力容器专用钢中碳素钢和低合金钢其P、S含量应当符合以下要求:

    a. 标准抗拉强度下限值小于或等于540MPa的钢材:P≤0.030%,S≤0.020%。

    b. 标准抗拉强度下限值大于540MPa的钢材:P≤0.025%,S≤0.015%。

    c. 用于设计温度低于-20℃并且标准抗拉强度下限值小于或等于540MPa的钢材:P≤0.025%,S≤0.012%。

 (3). 用于设计温度低于-20℃并且标准抗拉强度下限值大于540MPa的钢材:P≤0.020%,S≤0.010%。

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