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[分享] 几种常用合金元素在钢中的作用

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发表于 2006-10-2 14:47:00 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国河北唐山

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为了合金化而加入的合金元素,最常用的有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒,钛,铌、硼、铝等。现分别说明它们在钢中的作用。. z0 o- c- q0 g0 T" x7 x) w
      1      硅在钢中的作用9 Q% f3 j; |( l" s/ r6 h; O
      (1)提高钢中固溶体的强度和冷加工硬化程度使钢的韧性和塑性降低。2 q& G- _( _( P; I" _, x
      (2) 硅能显著地提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比。这是一般弹簧钢。
& r5 r6 P$ n: \0 N" L5 Y+ @      (3)耐腐蚀性。硅的质量分数为15%一20%的高硅铸铁,是很好的耐酸材料。含有硅的钢在氧化气氛中加热时,表面也将形成一层SiO2薄膜,从而提高钢在高温时的抗氧化性。
' p  A0 N# T1 X  h$ k      缺点:(4)使钢的焊接性能恶化。# N# o+ _1 Z7 s. K4 m
      2      锰在钢中的作用
& r3 `( f) N2 H+ [; b, M      (1)锰对提高钢的淬透性。9 o) V$ ]  _* Q' F
      (2)锰对提高低碳和中碳珠光体钢的强度有显著的作用。
3 \* r2 Q, o  F$ c( C      (3)锰对钢的高温瞬时强度有所提高。$ Z. \6 \% ]# J* F3 f
          4 h9 U2 ~8 _0 a
      锰钢的主要缺点是,①含锰较高时,有较明显的回火脆性现象;②锰有促进晶粒长大的作用,因此锰钢对过热较敏感t在热处理工艺上必须注意。这种缺点可用加入细化晶粒元素如钼、钒、钛等来克服:⑧当锰的质量分数超过1%时,会使钢的焊接性能变坏,④锰会使钢的耐锈蚀性能降低。7 I0 i5 t4 n6 v- g+ R8 ~
      3      铬在钢中的作用% ^( o6 e0 s# x" p
      (1)铬可提高钢的强度和硬度。$ `# R1 n" z$ i) M; Q
      (2)铬可提高钢的高温机械性能。
! R" @( \% m4 {' T- g      (3)使钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性3 t( q1 \' Y; w
      (4)       阻止石墨化
% n( h# k* l9 a0 b! k      (5)       提高淬透性。
2 n( z5 _$ v9 \: E& I      缺点:①铬是显著提高钢的脆性转变温度②铬能促进钢的回火脆性。
- @; A5 v7 F# k4 `! u, V      4      镍在钢中的作用
* E$ G$ u  n5 e4 R2 j) ?      (1)可提高钢的强度而不显著降低其韧性。% k) N/ s6 o3 T
      (2)镍可降低钢的脆性转变温度,即可提高钢的低温韧性。3 o3 b. k; b9 [5 @4 [
      (3)改善钢的加工性和可焊性。    ‘    :
- W# _5 b+ l# S) h      (4)镍可以提高钢的抗腐蚀能力,不仅能耐酸,而且能抗碱和大气的腐蚀。. a7 B9 z, c4 k: x/ m+ g7 f' L8 G
      5      钼在钢中的作用0 U$ d! h* c0 y9 |7 M9 O9 _- d5 d
      (1)钼对铁素体有固溶强化作用。
0 B- N8 }/ \4 Q3 w4 c      (2)提高钢热强性
6 Y7 c1 s& c; n, Y' n      (3)抗氢侵蚀的作用。
- V0 r2 ^, A$ m9 K! T      (4)提高钢的淬透性。
( W+ S( }) \3 {      缺点:钼的主要不良作用是它能使低合金钼钢发生石墨化的倾向。
4 O: y9 m2 W. W  C) R' M      6      钨在钢中的作用8 \9 C0 _; d( s
      (1) 提高强度
% A, k* f5 \9 x7 S      (2)提高钢的高温强度。
' u4 {+ a9 a( N7 ^" |      (3)提高钢的抗氢性能。
  i8 g1 ?' R) s; z" c7 q8 L      (4)是使钢具有热硬性。因此钨是高速工具钢中的主要合金元素。
# i9 f: K* Z" d' N- Z9 t      7      钒在钢中的作用3 F! C2 [) ?3 P) {, i2 \5 _. @
      (1)热强性。
& p6 N. ~: ~2 g! c+ _      (2)钒能显著地改善普通低碳低合金钢的焊接性能。
$ V/ K: J3 E4 d" J& |. s      8      钛在钢中的作用
$ E# b" a) [1 p$ p9 d8 m      (1)钛能改善钢的热强性,提高钢的抗蠕变性能及高温持久强度;+ Q' `, z% R4 Y) h
      (2)并能提高钢在高温高压氢气中的稳定性。使钢在高压下对氢的稳定性高达600℃以上,在珠光体低合金钢中,钛可阻止钼钢在高温下的石墨化现象。因此,钛是锅炉高温元件所用的热强钢中的重要合金元素之一。2 I" p6 ]$ f$ X
       9      铌在钢中的作用
; n0 A' p, f2 F: {  R      (1)铌和碳、氮、氧都有极强的结合力,并与之形成相应的极为稳定的化合物,因而能细化晶粒,降低钢的过热敏感性和回火脆性。. J% O6 D: R& Z# Y, q
      (2)有极好的抗氢性能。
, {* o" p1 b  I0 y      (3)铌能提高钢的热强性  L: s9 `9 e" ~, P( a- N/ Z
     10  硼在钢中的作用    ;" w9 l7 y' n$ _$ Q) u5 Q
      (1)提高钢的淬透性。
. i( G9 |) ]7 v+ R2 y      (2)提高钢的高温强度。强化晶界的作用。
: F: @- `/ Z+ H7 _, }* M* K      11  铝在钢中的作用
; j: a  e5 e( O+ W; P( m      (1)用作炼钢时的脱氧定氮剂,细化晶粒,抑制低碳钢的时效,改善钢在低温时的韧性,特别是降低了钢的脆性转变温度;7 j6 T" H: n6 P
      (2)提高钢的抗氧化性能。曾对铁铝合金的抗氧化性进行了较多的研究;4%AI即可改变氧化皮的结构,加入6%A1可使钢在980C以下具有抗氧化性。当铝和铬配合并用时,其抗氧化性能有更大的提高。例如,含铁50%一55%、铬30%一35%、铝10%一15%的合金,在1
3 Q$ j* Q0 P& X- b  I      400C高温时,仍具有相当好的抗氧化性。由于铝的这一作用,近年来,常把铝作为合金元素加入耐热钢中。
6 h& M$ l7 L! F; U      (3)此外,铝还能提高对硫化氢和V2O5,的抗腐蚀性。: D2 a3 {% B! r( [- _) A, ~
      缺点:①脱氧时如用铝量过多,将促进钢的石墨化倾向。②当含铝较高时.其高温强度和韧性较低。

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发表于 2006-10-9 21:31:20 | 显示全部楼层 来自: 中国江西新余
稀土元素在钢中的作用5 f# E6 G6 y) |* l$ F& w4 `
1细化晶粒,净化钢水.
! c7 l3 {1 w7 y/ E2脱硫,脱氧
/ }- D% l8 l+ |4 Y$ o: C3提高纲的强度和塑性,但过量性能有所下降.

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发表于 2006-11-4 13:26:49 | 显示全部楼层 来自: 中国黑龙江鸡西
铬在钢中的含量越高  钢越硬    为什么
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