(5)硫。含硫量对钢的室温强度特性虽无重大影响,但硫化物的存在会在很大程度上影响钢材的组织结构,促使带状组织的产生而降低塑性与冷变形性能。一般冷挤压钢材的含硫量 (S)应小于0.035%。
(6 )磷。与硫一样,磷也是从矿石中带入炉内的。磷溶于铁素体内会显著降低钢材的塑性,提高其强度和硬度,即产生冷脆现象。当含磷量彬(P ) 超过0.l%时 ,影响尤为显著。此外,含碳量越高,则磷的不利影响也越大。磷还能促使钢材产生强烈的加工硬化,并促使时效敏感性的发生,还会引起剧烈的偏析现象。 因此,冷挤压所用钢材的含磷量应当越少越好,一般认为含磷量 (P )最好低于0.035%。
(7 )氧 、氮 、氢。这些都是钢中常见的气体元素 。氧在钢中固溶很少 ,主要是以 FeO 、Al2O3 ,和 SiO2:等夹杂物的形式存在,这些夹杂物以杂乱 、零散的点状分布于晶界上。氧在钢中不论形成 固溶体还是夹杂物,都使其塑性降低,而以夹杂物形式存在时尤为严重。氮在钢中除了少量固溶外,皆以氧化物形式存在,其使钢变脆,还会使钢强度增加,塑性降低。因此,含氮量W(N ) 应尽可能低 ,一般希望不超过 0.01%。少量氢对钢的塑性没有明显的影响。
(8)锡、铋、铅、锑、砷。这五种低熔点元素在钢中的溶解度都是很小的。在钢中没有溶解而剩余的这些元素,分布于晶界上影响极坏。
(9)稀土元素。钢中加入少量稀土元素可以改善钢的塑性。这是由于加入稀土元素可以降低钢中气体含量,从而减轻 O2、N2等气体对塑性的不利影响。加入稀土元素可以细化晶粒,但是,加入量较多时,多余的稀土元素也会聚集在晶界处和其他杂质一样起着坏的作用。
组织状态对冷挤压变形的影响
(1)晶格类型的影响
面心立方晶格的金属,A l、cu 、N i等金属的塑性最好;体心立方晶格的金属,V、W、M o等金属的塑性次之;密排六方晶格的金属,M g、Zn、C d等金属的塑性最差。这是由于密排六方晶格的滑移系数少,只有3个,而面心立方晶格及体心立方晶格的滑移系共有12个。不过又由于面心立方晶格在同一滑移面上的滑移方向有3 个,而体心立方晶格只有2个。 因此,面心立方晶格的塑性比体心立方晶格的塑性更好一些。当然,金属塑性的好坏,不只与基体金属的滑移系多少有关,还与其他很多因素有关。
(2)晶粒大小的影响
晶粒愈小塑性愈高,变形抗力愈大。 这是由于晶粒愈小,在一定体积内的晶粒数目愈多,则在同样的变形量下,变形分散在更多的晶粒内进行,每个晶粒内的变形比较均匀,而不致产生过分应力集中的现象,因此,小晶粒塑性高。晶粒愈小,晶界相对较多,因为晶界强度高于晶内,所以小晶粒的变形抗力也较大。 晶粒大小说的均匀程度对塑性也有影响,晶粒大小相差悬殊的多晶体,塑性较差。这是由于大小晶粒变形的难易程度不同,造成变形和应力分布很不均匀,势必使塑性降低。
(3)固溶体性质的影响
加入合金元素以单相固溶体形式存在的,金属的塑性较高;有过剩相存在时,塑性会较低。固溶体中合金元素的含量愈高,则变形抗力也愈高。 这是由于无论是间隙固溶体,还是置换固溶体,加入合金元素都会引起晶格歪扭,加入的量愈多,引起晶格的歪扭程度愈严重,变形抗力也就愈大。
(4)第二相性质的影响
当合金以多相混合物构成时,除了基体金属对冷挤压变形有很大影响以外,第二相的性质、形状、大小 、数量和分布情况,对冷挤压变形的影响也很大。