材料或化学元素对机械性能的影响

renfei0072002

我们是一家做螺栓、螺杆等紧固件的公司，现在很多产品应用在高温或低温环境中，不知道那种材料可以或者那个元素能起到这样的作用，大家讨论一下，谢谢。

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现在有很多种的耐热钢和低温钢啊。最常用的高温螺栓材料有
25Cr2MoV/35CrMoA
" C8 y* ]( s; p20Cr1Mo1VNbTiB


# Q( r( K" _  {# j# y  W低温用的有
; x& S) g' Q8 h8 V% t3 [  _ASTM A320/A320M-04

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对钢材性能产生影响的元素
  p" f% q+ ^9 p　　钢材的质量及性能是根据需要而确定的，不同的需要，要有不同的元素含量．
+ k% y+ A! O' [0 J　　（ 1 ）碳；含碳量越高，刚的硬度就越高，但是它的可塑性和韧性就越差．
　　（ 2 ）硫；是钢中的有害杂物，含硫较高的钢在高温进行压力加工时，容易脆裂，通常叫作热脆性．
　　（ 3 ）磷；能使钢的可塑性及韧性明显下降，特别的在低温下更为严重，这种现象叫作冷脆性．在优质钢中，硫和磷要严格控制．但从另方面看，在低碳钢中含有较高的硫和磷，能使其切削易断，对改善钢的可切削性是有利的．
$ ~5 _5 \# g, ?1 u: c% @　　（ 4 ）锰；能提高钢的强度，能消弱和消除硫的不良影响，并能提高钢的淬透性，含锰量很高的高合金钢（高锰钢）具有良好的耐磨性和其它的物理性能．
- ]! L$ L+ R  i" u　　（ 5 ）硅；它可以提高钢的硬度，但是可塑性和韧性下降，电工用的钢中含有一定量的硅，能改善软磁性能．
　　（ 6 ）钨；能提高钢的红硬性和热强性，并能提高钢的耐磨性．
　　（ 7 ）铬；能提高钢的淬透性和耐磨性，能改善钢的抗腐蚀能力和抗氧化作用．
- d( e% b6 R! h' o6 i　　（ 8 ）钒；能细化钢的晶粒组织，提高钢的强度，韧性和耐磨性．当它在高温熔入奥氏体时，可增加钢的淬透性；反之，当它在碳化物形态存在时，就会降低它的淬透性．
　　（ 9 ）钼；可明显的提高钢的淬透性和热强性，防止回火脆性，提高剩磁和娇顽力．
　　（ 10 ）钛；能细化钢的晶粒组织，从而提高钢的强度和韧性．在不锈钢中，钛能消除或减轻钢的晶间腐蚀现象．
5 v' ?( [4 D7 Y3 H$ E9 F9 s3 G' `　　（ 11 ）镍；能提高钢的强度和韧性，提高淬透性．含量高时，可显著改变钢和合金的一些物理性能，提高钢的抗腐蚀能力．
　　（ 12 ）硼；当钢中含有微量的（ 0.001 － 0.005 ％）硼时，钢的淬透性可以成倍的提高．
　　（ 13 ）铝；能细化钢的晶粒组织，阻抑低碳钢的时效．提高钢在低温下的韧性，还能提高钢的抗氧化性，提高钢的耐磨性和疲劳强度等．
& m' B) z8 n( D7 L; u1 `1 a/ v　　（ 14 ）铜；它的突出作用是改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能，特别是和磷配合使用时更为明显．

shiyn914

同一试块上截取下来加工的两个试验棒的断面收缩率不同，其它的指标差别不大，是元素偏析造成的吗？

pingpyy

美国标准ASTM的424，443，312应该没问题吧。

nel1982

耐热钢中合金元素的作用：
1 L6 w3 s; f# Q  m0 t! F　　铬、铝、硅 这些铁素体形成的元素，在高温下能促使金属表面生成致密的氧化膜，防止继续氧化，是提高钢的抗氧化性和抗高温气体腐蚀的主要元素。但铝和硅含量过高会使室温塑性和热塑性严重恶化。铬能显著提高低合金钢的再结晶温度,含量为2％时，强化效果最好。
　　镍、锰 可以形成和稳定奥氏体。镍能提高奥氏体钢的高温强度和改善抗渗碳性。锰虽然可以代镍形成奥氏体，但损害了耐热钢的抗氧化性。
　　钒、钛、铌 是强碳化物形成元素，能形成细小弥散的碳化物，提高钢的高温强度。钛、铌与碳结合还可防止奥氏体钢在高温下或焊后产生晶间腐蚀。
" p) W" {+ @9 f( B　　碳、氮 可扩大和稳定奥氏体，从而提高耐热钢的高温强度。钢中含铬、锰较多时，可显著提高氮的溶解度，并可利用氮合金化以代替价格较贵的镍。
　　硼、稀土 均为耐热钢中的微量元素。硼溶入固溶体中使晶体点阵发生畸变，晶界上的硼又能阻止元素扩散和晶界迁移，从而提高钢的高温强度；稀土元素能显著提高钢的抗氧化性，改善热塑性。

1Cr11MoV、 1Cr12WMoV,2Cr12WMoNbVB4Cr9Si2,4Cr10Si2Mo1Cr13SiAl,1Cr25Si21Cr18Ni9Ti,1Cr23Ni13, 1Cr25Ni20Si2，2Cr20Mn9Ni2Si2N,4Cr14Ni14W2Mo等。