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发表于 2007-7-18 10:28:43
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来自： 中国江西九江
几种常用合金元素在钢中的作用
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6 x4 {1 I. Q, O! K+ f: f z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。
, l# E$ b. N Q7 R) i 1 硅在钢中的作用% M8 \4 q6 S! X. o7 t) D4 H
(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。
! Z" n3 j C! ]6 b (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。/ z/ C# R) S' u
(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。
/ Q9 H6 i" c) t- Q6 L2 ]! c 缺点：（4）使钢的焊接性能恶化。6 L0 |' Y' y8 \8 x8 C
2 锰在钢中的作用
& d+ ~- q) J- r4 o% W （1）锰对提高钢的淬透性。; R- h5 i* X& Y+ N
（2）锰对提高低碳和中碳珠光体钢的强度有显著的作用。
7 }+ \ a9 ?& k* e! j （3）锰对钢的高温瞬时强度有所提高。7 Y5 d$ c$ O! U
/ G2 ^" @$ F( M2 a8 E& L- I
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。" d; b+ x& f' w% M; p
3 铬在钢中的作用
/ n9 Y/ K3 P* s; ` （1）铬可提高钢的强度和硬度。
' M- z9 k/ \- ~: R$ N3 I （2）铬可提高钢的高温机械性能。7 d7 j) d( f* a" `( j
（3）使钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性! b0 H0 N1 G n& M* Z# ?
（4） 阻止石墨化3 W) C$ E: v6 K8 w
（5） 提高淬透性。* c( s; w- [% s) c& }
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。
6 Z0 `& Z- [/ F7 G3 b# u# U 4 镍在钢中的作用
: N- ]+ w, E" \( ] （1）可提高钢的强度而不显著降低其韧性。3 a! j0 }1 e! q% C" O. e8 R- T
（2）镍可降低钢的脆性转变温度，即可提高钢的低温韧性。
& S3 O3 s" X; a# t7 @$ g （3）改善钢的加工性和可焊性。 ‘ ：
5 b; s0 m" l5 d8 M' W （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。
" G W. K3 H4 z) Q: `4 p2 a 5 钼在钢中的作用
! H! g I9 M5 W; t （1）钼对铁素体有固溶强化作用。
0 `& |& J# R4 P" Z! b （2）提高钢热强性- C! ~) @5 C b: V4 ^& ^
（3）抗氢侵蚀的作用。% T3 R. a5 z8 n9 I
（4）提高钢的淬透性。* n( G. g% f0 i8 X
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。
" @- w6 } C3 O$ z 6 钨在钢中的作用$ t' g. e3 F3 k! P
(1) 提高强度
0 q- Z2 c, U g$ @ （2）提高钢的高温强度。( p/ n; [$ L- Q5 W8 z
（3）提高钢的抗氢性能。2 p* l( B! h9 z$ x( H8 Q
（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。2 B1 B8 ?* `2 \- ^
7 钒在钢中的作用 S' k: C, k( C9 W' f4 {# c
(1)热强性。% \6 o1 r J7 E1 P( g
（2）钒能显著地改善普通低碳低合金钢的焊接性能。2 t" P' ]2 Z, g# K
8 钛在钢中的作用/ r! `7 L$ R! P9 J/ U) V& \
（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；, k0 {( N3 s6 w, t" Y& |/ I# s
（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。
5 J0 g( _( q5 B% ]1 `, ? 9 铌在钢中的作用0 h: H8 h$ q- B# v5 u4 d3 O
（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。* H. b1 h; v8 W2 C- g$ `
(2)有极好的抗氢性能。
4 b" n. X5 h" c6 H0 O3 _6 P' c (3)铌能提高钢的热强性3 z( b: L8 W. A6 k y
10 硼在钢中的作用 ；
4 S+ e& J5 ]) E- S5 C. s. ^ （1）提高钢的淬透性。* [- T. H. y; m
（2）提高钢的高温强度。强化晶界的作用。8 ]9 L# Y% v1 A, L& }/ ~' j
11 铝在钢中的作用1 }" K! H' }9 G
(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；2 U& u, d4 K7 T" n6 ~
(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 P" |9 F3 W' Y0 @4 X* K: _. @8 h
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。- \& e7 D) F! Q* Z
(3)此外，铝还能提高对硫化氢和V2O5，的抗腐蚀性。
. H6 S+ V! ?% c- ]: a# W0 g 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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