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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 B9 N0 e4 m3 c( [( y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。 x- z5 k+ r7 t: Z% j" s! C
1 硅在钢中的作用
4 g; G" E% [% B (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。
( a+ i4 g1 F( p (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。/ g/ j. \+ Y3 K
(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。
7 {! J# J( {. L3 z4 M% F 缺点:(4)使钢的焊接性能恶化。. [% \. r/ z. g7 _* `; o* V
2 锰在钢中的作用
; [7 D, X3 {' E }9 S# i (1)锰对提高钢的淬透性。
! I6 s4 X+ u- }1 V6 L/ B: d (2)锰对提高低碳和中碳珠光体钢的强度有显著的作用。
2 _$ s- {: C F% Z ?' G1 U- i( _3 M (3)锰对钢的高温瞬时强度有所提高。6 |% f6 z% r5 m$ t4 Z, a
7 m( h* D& D. O3 }5 k9 ^ 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。1 a9 c, M, ? G& l& g9 J
3 铬在钢中的作用
. |& v, e ?4 W (1)铬可提高钢的强度和硬度。- z* R6 `5 v4 d% V" y3 E; X+ t
(2)铬可提高钢的高温机械性能。6 [; y- n5 B. z! T3 M3 L
(3)使钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性
7 `( f: D. D) q% H2 p% C2 Y (4) 阻止石墨化6 q( o, Y3 A6 \0 J& ~( K* u
(5) 提高淬透性。( Q, \# b/ S3 R# o3 F7 b
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。
# d4 a5 x D$ \/ f 4 镍在钢中的作用
6 o4 g& L- `( _. u (1)可提高钢的强度而不显著降低其韧性。- r' E5 c, r; x) j4 ~: [
(2)镍可降低钢的脆性转变温度,即可提高钢的低温韧性。9 B% @3 a, {; i, Z5 ^( w
(3)改善钢的加工性和可焊性。 ‘ :
: k3 \( i2 @$ |6 l2 E+ U k) O (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。
U# e+ i" K# A+ H; P: c 5 钼在钢中的作用
- U/ }. q' Y. H- z (1)钼对铁素体有固溶强化作用。& c( [. H8 w) e# `/ x
(2)提高钢热强性$ ^: j! L, g' z
(3)抗氢侵蚀的作用。
1 M8 X3 n- u, J8 y (4)提高钢的淬透性。
5 A( a9 a) [8 Z/ V2 H) P2 p 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。, @6 o) r0 l, i( `: O6 Q. O9 f
6 钨在钢中的作用
! z3 c- ~- z. c, ]7 a (1) 提高强度
- ~) X2 G) o- f2 f. z( s$ i (2)提高钢的高温强度。
% C. C' O+ P0 d5 f. e! q# Y (3)提高钢的抗氢性能。" n& w5 C7 Z! e* U" p
(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。
: G0 L) X* h/ z9 m# z 7 钒在钢中的作用
& @; W' e, d1 h n (1)热强性。! K0 U6 H' u% H1 T$ n9 A
(2)钒能显著地改善普通低碳低合金钢的焊接性能。
0 [3 L4 _- s1 p& o 8 钛在钢中的作用
( g# ?5 F* O: B( K, 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;3 p' p: Q0 K) k$ Q: p
(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 e1 M+ c# p) c" ?" i5 a5 O 9 铌在钢中的作用/ ~6 w% B5 @% ~0 I! m
(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。- G/ m* h9 g# X2 m1 [+ B1 b
(2)有极好的抗氢性能。
3 \' U0 @ F. K H$ `$ z z" N (3)铌能提高钢的热强性
[5 U; c1 r# t* f6 o 10 硼在钢中的作用 ;
2 \% I* [8 i0 S! x3 L& c (1)提高钢的淬透性。
" Z9 g5 W% [8 I. a* b (2)提高钢的高温强度。强化晶界的作用。
) ?; `0 D4 E9 I2 W$ C1 C: Q& M 11 铝在钢中的作用: T3 z* N/ S6 i
(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;
4 \* r* L6 |& B* c (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 ! |9 {6 H4 u5 G% Z: o8 [
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。0 {. ^- h- J9 k/ r! X; B
(3)此外,铝还能提高对硫化氢和V2O5,的抗腐蚀性。
( S. t% V- J0 Q0 u" Q+ w" B 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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