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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5 H: A0 U# [3 G3 g
8 `# u0 I( |4 I, ]4 v2 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。! m- ^+ {4 y) u& o! K9 O9 |; y
1 硅在钢中的作用) u! m7 k, d( a- ?: s" ?
(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。) B2 W- K/ H+ [- W I
(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 H/ l. N, 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。
% y0 g" \, \8 S5 n, G g8 g* @4 Y7 s7 | 缺点:(4)使钢的焊接性能恶化。
/ y9 [; R4 B7 |* l# z3 V 2 锰在钢中的作用) ^' s1 X1 A3 Z
(1)锰对提高钢的淬透性。$ O. A: i& g" G l# R: `
(2)锰对提高低碳和中碳珠光体钢的强度有显著的作用。
, s. @9 o; _, c4 n9 A: t0 W (3)锰对钢的高温瞬时强度有所提高。/ ]7 i5 S% _4 j& j. E( ]* x
4 U' C" ^$ @2 @) y! ~6 S* ]
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。+ C! c Y2 s6 n% X& `& R, J8 x3 Y
3 铬在钢中的作用
7 y' S2 j/ R! c3 ^ (1)铬可提高钢的强度和硬度。
( t$ Y, U/ w* k# r! b (2)铬可提高钢的高温机械性能。
7 ^0 n& p3 s" o1 a4 y6 N+ T (3)使钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性 r1 |9 `4 P0 p5 V' H8 p
(4) 阻止石墨化; w5 @* g" V% n% e2 T4 N, ~5 g
(5) 提高淬透性。: [- @ |& O4 u2 j, d( l( ]; Z
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。
% u! n6 K: A) r; [ 4 镍在钢中的作用
# H4 D" O* y; p q# |: G# p0 \1 O (1)可提高钢的强度而不显著降低其韧性。
- s/ p8 {. X6 M2 H* f: J (2)镍可降低钢的脆性转变温度,即可提高钢的低温韧性。6 l. G) _/ n' S# X+ A
(3)改善钢的加工性和可焊性。 ‘ :
( K, Q: A1 p$ W; Z (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。
- P6 v8 b5 ~/ y 5 钼在钢中的作用
. x7 j) k M" K( ~+ m1 a; ?, e0 Z (1)钼对铁素体有固溶强化作用。7 e7 [" l, T/ D
(2)提高钢热强性% s# L: Z$ ]/ Q0 V( C- V
(3)抗氢侵蚀的作用。
) J2 C/ P* b N, n9 W& ^. @! o (4)提高钢的淬透性。
8 W, m7 [4 |$ d9 g2 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。$ L# X0 Q8 r9 l8 i( _# e+ w
6 钨在钢中的作用
8 I$ l4 W/ @6 U7 c7 o ] (1) 提高强度7 h2 x9 E/ o* I7 d
(2)提高钢的高温强度。& }" N. r7 d1 W1 ]- j, \
(3)提高钢的抗氢性能。
, K/ q7 w* u; J- K* } (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。4 z* I4 `3 O& l3 g' z. c
7 钒在钢中的作用
7 e. F" E( j3 X r; f9 `$ a (1)热强性。
$ e, n8 P& }0 y* y- \ m& C (2)钒能显著地改善普通低碳低合金钢的焊接性能。
. u' D$ C+ j! d/ Q: w$ o$ [ 8 钛在钢中的作用
( Q8 T4 D# z0 s9 [2 k! z (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;
! T4 F' d: m+ H4 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。 S: W% h: F' K0 \* m7 m" p+ x( M1 ^# b
9 铌在钢中的作用
# z* ~+ r9 O$ }- k+ b: m, a; W0 S! 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。
5 P! r) [$ J# | (2)有极好的抗氢性能。
$ a6 q% O9 C/ j) p* E$ | (3)铌能提高钢的热强性
5 n& B# E( C3 @' z; b' c/ Y0 Q! M5 ~ 10 硼在钢中的作用 ;( j# P' r5 w, n" N" i! l
(1)提高钢的淬透性。
1 v! _7 ^" x9 N, m (2)提高钢的高温强度。强化晶界的作用。
- l+ R `9 V' I* S9 W4 l 11 铝在钢中的作用
, f5 s! R( }3 w9 o4 L! ~! P (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;
0 x" P- { ~: m1 T; E1 A- U/ n (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
7 a% _& O" R; q) X 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。
5 B, Z% b7 |1 K3 C" @+ J+ o (3)此外,铝还能提高对硫化氢和V2O5,的抗腐蚀性。& P! N4 t& f6 n" R* i
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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