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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, {% o4 H* B# x9 |1 N$ p% o1 H
4 m. |3 f# Y+ `1 i! W0 e1 ]+ c% ]
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。
0 C' W# u+ z& P1 m! N1 }+ u# s 1 硅在钢中的作用
1 P l' g! @3 Q3 w, F (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。
( r, ]! o! w" x4 a+ `6 Y (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。
7 q+ F9 Y% j3 D M" [ H4 q! g( e (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。
8 k5 N( s+ I! k+ O0 v6 ~0 @! S2 o p 缺点:(4)使钢的焊接性能恶化。
3 K9 X& U* _# j; d6 {) L9 ? 2 锰在钢中的作用4 p' Y" o$ m( n! Z/ W9 g3 J$ b1 I
(1)锰对提高钢的淬透性。0 S1 g2 V& G$ O$ R( o. [
(2)锰对提高低碳和中碳珠光体钢的强度有显著的作用。/ q# G3 l3 K. v$ P
(3)锰对钢的高温瞬时强度有所提高。
3 n8 B1 b2 O/ O 9 i7 r8 I( K6 W w+ k
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。
, E3 [; W' U$ U 3 铬在钢中的作用" t3 \' ]$ R% q/ H/ D# b- L m4 J
(1)铬可提高钢的强度和硬度。
0 v4 t, J1 {% c3 L3 q, f (2)铬可提高钢的高温机械性能。
$ k2 o' A9 `& o (3)使钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性0 v5 f. p" u/ n9 P) \* x7 i7 c
(4) 阻止石墨化
5 d( f( n' o: C1 |- T (5) 提高淬透性。. u' v" \: a. {
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。4 Q }9 x. Y3 H: F# k
4 镍在钢中的作用# e. l! Y4 Q* B' y: ^* G* r
(1)可提高钢的强度而不显著降低其韧性。0 x. |9 K" p: m2 o [
(2)镍可降低钢的脆性转变温度,即可提高钢的低温韧性。
/ ^3 x' D- m% c) z (3)改善钢的加工性和可焊性。 ‘ :
6 k. U& l6 p6 @' S& \ Q# B (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。
0 V( t: N4 @' z. f3 s+ @' `# F* n& H 5 钼在钢中的作用+ L& E p9 o: H/ w+ B, n
(1)钼对铁素体有固溶强化作用。
& I7 X% ^7 q6 k. W0 ]0 H* U3 u1 j (2)提高钢热强性/ X7 m& L* k. ^5 u# f
(3)抗氢侵蚀的作用。
3 h! h" h2 q2 l- y (4)提高钢的淬透性。0 P% c& K# K/ B$ y: r6 ]' T. f$ o
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。7 U% p! C* |6 P% h
6 钨在钢中的作用
' w8 s; \ g5 H. w8 a' V- N" o (1) 提高强度8 c0 ]8 l6 k! q: l: l- M* C
(2)提高钢的高温强度。
1 l3 H. Y+ O/ n. \ (3)提高钢的抗氢性能。
" i6 t" g% R# E5 C; _* H7 b (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。
) [' L1 g% H6 I: }5 ~1 G 7 钒在钢中的作用
! E, [7 |# Q, W$ q! I A8 p1 p (1)热强性。
* Z* f$ s+ l4 \4 i1 {: o Y) z( [ (2)钒能显著地改善普通低碳低合金钢的焊接性能。
5 c/ l' Z# Z% k 8 钛在钢中的作用# x( R: v& K5 \8 ~/ r
(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;
5 E; z; `9 C/ m# p) f* z' D (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。4 x. u+ X2 c5 \! a
9 铌在钢中的作用
6 a- N, {( `, S/ 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。( w/ L. v' F+ Q& U
(2)有极好的抗氢性能。. b% K* Z: q# v* `* I* n' `0 D
(3)铌能提高钢的热强性
& c; y6 D. v) H. m 10 硼在钢中的作用 ;5 m/ z, l- b) p d2 z
(1)提高钢的淬透性。
9 i8 ]; `, v' ^: A, Z( e (2)提高钢的高温强度。强化晶界的作用。& [# y% d* z8 Y0 o. w
11 铝在钢中的作用
; e, X& U4 p6 `+ Z4 Q (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;
* D! A$ i0 k. Z' u (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 ! ` y. D: t) W0 o& t+ W$ y9 q
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。
2 \' R$ s7 }2 i4 d (3)此外,铝还能提高对硫化氢和V2O5,的抗腐蚀性。
: |/ T9 M" a+ ]9 b" j, @ 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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