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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。; n3 h6 m2 _  L1 e; p# F
      1      硅在钢中的作用
) J+ ]8 H: {; r! \* m; E8 N      (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。: t" p' A: l. z
      (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。
: C' ]; T# O" T* v3 c      (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。
( J1 U8 f  G3 k# j" y. X+ Z      缺点:(4)使钢的焊接性能恶化。! M5 ^/ W0 i2 {5 K! ~2 A" C2 }; b  K- a
      2      锰在钢中的作用
: f' Y' t" s7 v      (1)锰对提高钢的淬透性。0 B3 w" g( e  L) U
      (2)锰对提高低碳和中碳珠光体钢的强度有显著的作用。# W# J- F6 |9 |8 s. M( U( b5 r) k
      (3)锰对钢的高温瞬时强度有所提高。( C" L# g6 d# z8 T# W+ S4 |) p
         
. Q, E9 @& v$ |8 h9 b1 e! C      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。6 ~0 ^6 x2 N) P$ [/ n* `
      3      铬在钢中的作用
+ C! C4 S2 ~; V/ ~3 K      (1)铬可提高钢的强度和硬度。2 F9 K6 c( Q" A' U0 K
      (2)铬可提高钢的高温机械性能。
# |) w5 n$ w% x7 S3 f/ L4 N. x1 A, u      (3)使钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性+ `  T! P. G/ V
      (4)       阻止石墨化# Y+ R( N6 p& t. L! l$ b
      (5)       提高淬透性。
% P4 a$ C/ u' t" m6 I! n0 q" D      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。' {) P! w/ m" x7 _2 C% ]
      4      镍在钢中的作用
5 T7 c, ]# q+ o, m  w      (1)可提高钢的强度而不显著降低其韧性。) Q: S- M; K1 l# m
      (2)镍可降低钢的脆性转变温度,即可提高钢的低温韧性。) \/ {- y: Q6 s# x( W8 r0 W
      (3)改善钢的加工性和可焊性。    ‘    :7 m% C! |2 B% O/ r
      (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。
% ?7 ]8 e2 d/ j2 J/ K5 w      5      钼在钢中的作用) l* o# ~) s# A9 U) j; t  ^9 t
      (1)钼对铁素体有固溶强化作用。1 z) V& Z# s4 C% g
      (2)提高钢热强性" g- h5 A: ?" \/ }4 X
      (3)抗氢侵蚀的作用。7 p. A0 S- p9 O2 c8 a. {4 z8 T: S! Z$ z
      (4)提高钢的淬透性。3 j$ j5 x1 G( n& U; m
      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。
2 ?; s/ F0 v; H$ i      6      钨在钢中的作用  U8 {6 K- K: P) s
      (1) 提高强度$ B. R% [4 @/ k) k
      (2)提高钢的高温强度。1 t& \; L6 A! o7 f) h9 w  e3 ?
      (3)提高钢的抗氢性能。
" U2 F7 y  l6 ?8 ?- c. E      (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。
" t# _/ {! |0 \' v- w  _* M      7      钒在钢中的作用$ W# K( y, T( c6 a8 k/ Q# ?+ g5 _
      (1)热强性。
, ^0 f, j5 ^" H% K+ o) H+ Z, v      (2)钒能显著地改善普通低碳低合金钢的焊接性能。
2 H& Q1 t0 Z0 d+ F# Z. K, T      8      钛在钢中的作用
( \0 F; c4 R4 T/ [( O3 E7 O3 t      (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;
1 ?2 F; K) L' u% m0 ]8 [8 Q      (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。9 ?$ i9 L+ y7 R
       9      铌在钢中的作用
; p' o4 q6 Z6 {6 f8 M( A( w6 T# j: U      (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。2 g/ H6 G7 N0 q# O
      (2)有极好的抗氢性能。+ q& c, V0 }' g" o+ ?; q
      (3)铌能提高钢的热强性) m( w  H; F) u: h; [9 Z1 ?: ~
     10  硼在钢中的作用    ;  `- |  N1 \' |6 n8 X: ]! Z
      (1)提高钢的淬透性。
$ M. q7 T: b  `: E1 ^      (2)提高钢的高温强度。强化晶界的作用。
6 t3 G& F0 d7 m% B6 i) W  _. @0 \      11  铝在钢中的作用
# v3 B! J1 a( k5 W9 x2 V      (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;
- B1 q  C6 I& E" Y      (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 B5 r, }, F2 t/ h- I2 o, ^8 Q# m      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。
4 q- H- C) B0 ~5 N- O7 v8 `3 i      (3)此外,铝还能提高对硫化氢和V2O5,的抗腐蚀性。; q! F2 x+ K  h: m% Q
      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
/ ?! B: v0 [0 A' R0 x. x1细化晶粒,净化钢水." N  b" O; x9 T: ~
2脱硫,脱氧% T; y6 G+ B9 K
3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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