合金元素对钢的性能影响

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合金元素对钢的影响

合金元素对钢的影响

合金元素对钢的影响钢是一种由铁和碳组成的合金材料,但是通过添加其他合金元素可以显著改善钢的性能。

在这篇文章中,我们将讨论一些常见的合金元素对钢的影响。

1.碳(C):碳是钢中最常见的合金元素之一、通过控制钢中的碳含量,可以调节钢的硬度、强度和耐磨性。

高碳钢具有更高的硬度和强度,但其韧性较差,容易产生脆性断裂。

低碳钢则具有较高的韧性,但其硬度和强度相对较低。

2.锰(Mn):锰是一种常见的合金元素,在钢中的添加可以提高强度、韧性和耐磨性。

锰还有助于抑制脆性相的形成,提高钢的可焊性和可加工性。

锰含量通常在0.5%到2%之间。

3.硅(Si):硅是一种常见的合金元素,在钢中的添加可以提高硬度、强度和耐磨性。

硅还有助于抑制钢的氧化过程,并提高钢的耐蚀性。

硅含量通常在0.2%到2%之间。

4.磷(P):磷是一种常见的合金元素,但钢中的磷含量通常被控制在很低的水平,因为高磷含量会降低钢的可焊性和韧性。

然而,适量的磷可以提高钢的强度和耐磨性。

6.铬(Cr):铬是一种常见的合金元素,在不锈钢中的添加可以提高钢材的抗腐蚀性能。

铬与钢中的铁形成一种稳定的氧化层,防止钢材氧化和腐蚀。

铬含量通常为12%到20%。

7.镍(Ni):镍是一种常见的合金元素,其添加可以提高钢的强度和耐腐蚀性。

镍还可以提高钢的可塑性和可焊性。

在不锈钢中,镍的含量通常在8%到12%之间。

8.钼(Mo):钼是一种常见的合金元素,在高温和高强度应用中添加可提高钢的硬度、强度和耐热性。

钼还可以提高钢的抗腐蚀性能和可焊性。

钼的含量通常在0.2%到5%之间。

9.钛(Ti):钛是一种轻量化合金元素,在钢中的添加可以提高钢的强度和耐蚀性。

钛还可以提高钢的可焊性和可塑性。

10.铜(Cu):铜是一种常见的合金元素,在钢中的添加可以提高钢的强度、耐腐蚀性和抗磨损性。

铜还可以提高钢的导电性和导热性。

综上所述,合金元素对钢的影响非常重要。

通过选择合适的合金元素和合适的含量,可以显著改善钢材的性能,使其满足不同应用的要求。

合金元素对不锈钢性能的影响

合金元素对不锈钢性能的影响

合金元素对不锈钢性能的影响不锈钢是一种具有耐腐蚀性的合金钢,在制造工业中广泛应用。

适当调整不锈钢中的合金元素含量可以改变不锈钢的性能,下面将对几种常见的合金元素对不锈钢性能的影响进行详细阐述。

1.铬(Cr):铬是不锈钢中最主要的合金元素,能够形成一层致密的氧化铬膜,阻隔了氧气与金属表面的接触,从而提供了不锈钢的耐腐蚀性。

在一般的不锈钢中,铬的含量大约在10-30%之间。

2.镍(Ni):镍可以提高不锈钢的强度、塑性和耐腐蚀性。

镍还能够提高不锈钢的抗氧化性能,在高温环境下不易失去光泽和变色。

此外,镍还能够提高不锈钢的焊接性能。

在不锈钢中,镍的含量通常在8-20%之间。

3.钼(Mo):钼能够增加不锈钢的耐腐蚀性能特别是对于硫酸、硝酸和盐酸等强酸。

钼还能够提高不锈钢在高温下的力学性能和抗蠕变性能。

通常情况下,不锈钢中的钼含量在2-3%之间。

4.锰(Mn):锰可以提高不锈钢的硬度和强度,并有利于钢的淬火性能。

此外,锰还能改善不锈钢的抗氧化性能和耐腐蚀性能。

在不锈钢中,锰的含量一般在1-2%之间。

5.钛(Ti):钛能够阻止不锈钢在高温下的晶粒长大,提高不锈钢的耐腐蚀性能、焊接性能和高温强度。

钛的含量一般在0.5-1.5%之间。

综上所述,合金元素对不锈钢性能的影响是多样的。

铬是最关键的合金元素,确定了不锈钢的耐腐蚀性能;镍和钼能够提高不锈钢的力学性能和抗腐蚀性能;锰可以改善不锈钢的淬火性能和抗氧化性能;钛则能够提高不锈钢的高温性能。

合理调整不锈钢中合金元素的含量,可以根据具体的应用需求,改变不锈钢的性能,使其更适合各种工业领域的使用。

各种合金元素对钢性能的影响

各种合金元素对钢性能的影响

Ni



Si
(2)Si的不良影响 ①促使石墨化,促进脱碳(它是阻止碳化物形成的一种 元素),含Si钢一般不作渗碳。 ②促进回火脆性的发展,使塑性降低。 Si对冲击韧性和韧性的温度储量的影响不是等值的。 当Si=1~1.5%时作用尚良好。Si=2.5~3%时则影响不 良,含Si=2~2.5%,则难以锻造。 当Si≤2.3%时,矽铬钢对回火脆性的敏感性还很低,但对当 Si=2.5~3.5%时,对回火脆性和敏感性就高。用这种钢 必须采取韧性处理(回火后在水中浸渍,锻时用少韧处 理),而当Si>3.5%时,甚至持用韧性处理也已不能 消除矽铬钢的脆性。(不过,Mo的加入可使其脆性稍 许改善),SI=4%时,室温下即可能脆裂。
Al
③可改善钢的抗氧化性,考虑②和③, ④能提高钢的电阻,与Cr共同用于制造高电阻 铬铝合金:如Cr13Al4、1Cr17Al5、1Cr25Al5。 Al使电阻增高的程度比Cr还高的多。在Cr钢中 加Al,会粗晶易脆,所以其量一般不超过5%, 个别才有8~9%。 ⑤对硅钢而言,Al可减少α铁心损失,降低磁感 强度,与氧结合可减弱磁时效现象,但Al的氧 化物会使磁性变坏。Al(>0.5%)也会使硅钢 变脆。

Si
⑤硅可减小晶体的各向异性,使磁化容易,使 磁阻减小,它还可减轻钢中其他杂质对磁场磁 感的危害(使%C石墨化,脱氧,与N形成氢化 硅等)。所以可大大减少涡流损失。由于硅的 脆性,目前高硅钢片硅含量规定为低于4.5%, 最多只为4.8%,正在研究提高至6.5%。 ⑥硅可显著地减慢回火马氏体在低温(200℃) 时的分解速度。(在较高温度即400~500℃则 作用并不显著)Si是铁素体形成元素,多加Si会 使A-α转化。
Ni

合金元素对钢的组织与性能的影响

合金元素对钢的组织与性能的影响

合金元素对钢的组织与性能的影响1.碳(C):碳是钢中最常见的合金元素,它通过固溶在铁基体中形成固碳溶体,使钢的硬度、强度和耐磨性提高。

但过高的碳含量会导致钢的脆性增加,因此一般钢中的碳含量控制在0.2%以下。

2.硅(Si):硅主要用于降低钢材的热膨胀系数和电阻率,同时可以提高钢的硬度和强度。

3.锰(Mn):锰能够提高钢的强度和硬度,并且可以提高钢的冷加工硬化能力。

锰还能够抑制钢的脆性。

4.磷(P)和硫(S):磷和硫是常见的杂质元素,它们会影响钢的冷加工性能和耐腐蚀性。

过高的磷含量会降低钢的冷加工硬化能力,而过高的硫含量会导致钢的韧性下降。

5.铬(Cr):铬可以提高钢的硬度、强度和耐腐蚀性。

铬能够形成铬-铁共晶体,提高钢的硬化能力,并且能够在钢表面形成氧化铬层,起到防腐蚀的作用。

6.镍(Ni):镍可以提高钢的强度和延展性,并且能够提高钢的耐腐蚀性。

镍还可以降低钢的温度转变时的韧性转变温度。

7.钼(Mo):钼可以提高钢的硬度、强度和热刺激稳定性。

钼还能够提高钢的抗腐蚀性和耐磨性。

8.钛(Ti)和铌(Nb):钛和铌能够形成稳定的碳化物,提高钢的硬度和强度。

它们还能够提高钢的耐热性能和耐腐蚀性。

9.铝(Al):铝可以提高钢的强度、耐热性和耐腐蚀性。

此外,铝还能够与氮形成稳定的氮化物,提高钢的硬度和强度。

10.稀土元素:稀土元素可以提高钢的强度、耐磨性和抗腐蚀性,并且能够改善钢的冷加工硬化能力和热稳定性。

总的来说,合金元素的添加可以改变钢的组织结构并提高其性能。

选择合适的合金元素,并控制其含量可以使钢具备不同的性能,满足不同领域的需求。

各种合金元素对钢性能的影响

各种合金元素对钢性能的影响

三、各种合金元素对钢性能的影响目前在合金钢中常用的合金元素有:铬(Cr),锰(Mn),镍(Ni),硅(Si),硼(B),钨(W),钼(Mo),钒(V),钛(Ti)和稀土元素(Re)等。

五大元素:硅、锰、碳、磷、硫。

五大杂质元素:氧、氮、磷、硫、氢。

1、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。

碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

2、硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅。

如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。

硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。

在调质结构钢中加入1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。

硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。

含硅1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。

硅量增加,会降低钢的焊接性能。

硅可提高强度、高温疲劳强度、耐热性及耐H2S等介质的腐蚀性。

硅含量增高会降低钢的塑性和冲击韧性。

3、锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰0.30-0.50%。

在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。

含锰11-14%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。

锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。

锰可提高钢的强度,增加锰含量对提高低温冲击韧性有好处。

4、磷(P):在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。

因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低些。

合金元素对钢的影响

合金元素对钢的影响

9.钨W:熔点33800C,可改善钢的强度,增加淬硬性,提高 切削工具刃口的寿命和耐热值,常用于高速工具钢 中. 10.钴Co:熔点14920C,增加钢的强度和淬硬性,用于高 速工具钢和磁钢,作用类似于镍.主要用于高速,耐热 钢,制造工具的端部. 11.铝Al:熔点6580C,与硅作用相同,使碳偏析成石墨状, 增加含量可使钢的晶料变粗,作为合金元素能改善钢 的耐磨性和防止氧化的功能.
12.钛Ti:熔点17270C,钛是非常硬的物质,在奥氏体,耐腐 蚀的钢中是重要的稳定的合金元素. 13.铜Cu:熔点10840C增加钢的强度和屈服极限,但影响 钢的弹性,对焊接无影响.加少量的铜能增加防锈性能 .
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1,合金元素对钢的性能影响
1.磷P:熔点440C,对钢有害,高级钢中磷含量最高控制 在0.03~0.05%之间,但易切钢中可达到0.06~ 0.15%. 2.硫S:熔点1180C,使钢变脆,危害大,钢中磷含量最高 控制在0.025~0.035%之间,但易切钢中可达到 0.08~0.3%. 3.锰Mn:熔点12210C,提高钢的强度,略微降低其弹性 ,可改善钢的可煅性和焊接性能.含锰量增加能增加 钢的淬硬深度和耐腐蚀性.含量较高时钢的耐磨性 较好.
4.硅Si:含硅量超过0.5-0.6%时定为硅钢系列, 熔点14140C, 提高铸钢的机械性能和紧密 程度,对其弹性影响很小, 含量增加能提高 钢的抗张强度.含量过高会使钢的晶粒变粗 . 5.铬Cr:熔点19200C, 含量增加能提高钢的强 度略微降低弹性,对耐热和防止氧化有较好 的效果.含量高会使钢耐腐蚀和耐磨.增加 铬的含量会影响钢的焊接性能. 6.镍Ni:熔点14530C,增加钢的强度不如硅,锰, 但能保证良好的淬透性,特别是钢中含有铬 时.铬镍钢不锈,耐热和防止氧化.镍不妨害 焊接性能,特别适用于奥氏体钢,耐腐蚀和 防止氧化的钢,适用于表面硬化和通过热处 理提高韧性的钢.

合金元素对钢的性能影响

合金元素对钢的性能影响

合金元素对钢的性能影响合金是由两种或两种以上的金属或非金属元素组成的材料。

将合金元素添加到钢中可以改变钢的性能。

这种改变可能包括增加钢的强度、硬度、耐腐蚀性能、热处理性能等。

本文将详细探讨合金元素对钢的主要性能影响。

一、合金元素对钢的强度和硬度的影响1.铬(Cr):铬是一种常用的合金元素。

它可以提高钢的硬度和耐高温性能。

铬在钢中形成稳定的氧化层,可以防止钢发生锈蚀。

此外,铬还可以提高钢的强度,使其更难弯曲和变形。

2.锰(Mn):锰是一种常见的合金元素。

它可以提高钢的强度、硬度和耐磨性能。

特别是在高温下,锰可以提高钢的硬度和强度,使其具有更好的耐磨性能。

3.钼(Mo):钼是一种重要的强化元素。

它可以提高钢的强度、韧性和耐热性能。

钼可以在钢中形成硬质的碳化物,使钢具有更好的耐磨性和抗冲击性。

此外,钼还可以提高钢的耐高温性能。

4.钛(Ti)和铌(Nb):钛和铌是常用的微合金元素。

它们可以提高钢的强度和硬度,同时也可以细化钢中的晶粒。

这些微合金元素还可以提高钢的高温强度和阻止钢的再结晶。

二、合金元素对钢的耐腐蚀性能的影响1.铬(Cr):铬是一种重要的防腐蚀元素。

它可以在钢的表面形成稳定的铬氧化层,防止钢被氧化和锈蚀。

铬还可以提高钢的耐腐蚀性能,使钢适用于潮湿和腐蚀性环境。

2.镍(Ni):镍也是一种常用的防腐蚀元素。

它可以提高钢的耐酸性和耐碱性,因为镍本身具有优异的化学稳定性。

镍还可以改善钢的韧性和抗磨性能。

3.铜(Cu):铜可以提高钢的抗腐蚀性能。

它可以形成一层稳定的氧化膜,保护钢表面不受腐蚀。

此外,铜还可以提高钢的韧性和耐磨性能。

三、合金元素对钢的热处理性能的影响1.钼(Mo):钼可以提高钢的热处理稳定性。

钼的加入可以使钢的晶界更加稳定,抑制晶粒长大,提高钢的热稳定性和热处理硬化能力。

2.钛(Ti)和铌(Nb):钛和铌是常用的微合金元素,可以提高钢的热稳定性和抗热衰退性能。

它们可以在钢中形成稳定的碳化物,细化晶粒并防止晶粒长大。

合金元素对钢的影响和作用

合金元素对钢的影响和作用

合金元素对钢的影响和作用合金元素是指将两种或多种化学元素合成钢材中的一种。

合金元素可以对钢的性能和特性产生重要的影响。

以下是一些常见的合金元素对钢的影响和作用。

1.碳(C):碳是最常见的钢合金元素,可以增加钢的硬度和强度。

高碳钢通常用于制作切削工具和机械零件。

2.硅(Si):硅在钢中起着脱氧剂的作用,帮助去除钢中的氧气。

它还可以提高钢的抗氧化和耐腐蚀性能。

3.锰(Mn):锰可以提高钢的强度和韧性。

它还可以增加钢的冷加工硬化性能和耐磨性。

4.磷(P):磷可以改善钢的加工性能和机械性能。

在一些应用中,高磷钢可用于制造高速工具钢。

5.硫(S):硫在钢中具有良好的切削性能。

但过多的硫会降低钢的塑性和韧性。

6.镍(Ni):镍可以提高钢的强度和韧性,同时还可以提高钢的耐腐蚀性能。

高镍不锈钢常用于制造化工设备和船舶。

7.铬(Cr):铬可以增加钢的硬度、强度和耐腐蚀性能。

不锈钢中通常含有较高比例的铬。

8.钼(Mo):钼可以提高钢的硬度、强度和热稳定性。

它经常用于制造高温和高压应用的钢材。

9.钛(Ti):钛可以提高钢的耐热性和耐腐蚀性能。

它常用于制造航空和航天等高强度应用的钢材。

10.铌(Nb):铌可以提高钢的强度和耐腐蚀性能。

它常用于制造高温和高强度应用的钢材。

11.钒(V):钒可以提高钢的硬度、强度和耐磨性。

它常用于制造工具钢和汽车零件。

除了上述合金元素,还有其他一些可以用作合金的元素,如铜、锡、铝等。

不同的合金元素的添加可以根据特定的应用要求来设计钢材的成分。

通过合理地选择和控制合金元素的含量,可以实现特定性能和特性的钢材。

根据使用环境和功能要求,可以定制不同的合金化钢材,以满足各种工业和商业需求。

总结起来,合金元素对钢的影响和作用可以包括提高钢的硬度、强度、韧性、耐腐蚀性、耐磨性、耐热性和加工性能等。

不同元素的添加会产生不同的效果,因此在钢材的设计和生产过程中,必须仔细考虑合金元素的选择和控制。

这样可以生产出具有特定性能和特性的钢材,满足各种应用的需求。

各种合金元素对钢性能的影响

各种合金元素对钢性能的影响

各种合金元素对钢性能的影响合金化是通过向钢中添加不同的金属元素来改变钢的性能。

下面将介绍18种常见的合金元素对钢的性能的影响。

1.碳(C):碳是钢中最主要的合金元素之一,它能提高钢的硬度和强度。

2.硅(Si):硅的加入可以提高钢的耐高温性能和氧化抵抗能力。

3.锰(Mn):锰的加入可以提高钢的硬度、韧性和耐磨性。

4.磷(P):磷的加入可以增加钢的冷脆性,但适量的磷可以提高钢的强度和硬度。

5.硫(S):硫的加入可以提高切削性能和加工性能,但会降低钢的韧性。

6.铬(Cr):铬的加入可以提高钢的抗热腐蚀性能和抗氧化能力。

7.镍(Ni):镍的加入可以提高钢的强度、韧性和耐腐蚀性能。

8.钼(Mo):钼的加入可以提高钢的硬度、强度和耐磨性。

9.钒(V):钒的加入可以提高钢的强度、耐磨性和抗冲击性。

10.钛(Ti):钛的加入可以提高钢的强度、韧性和耐腐蚀性能。

11.铝(Al):铝的加入可以提高钢的强度、硬度和抗腐蚀性能。

12.铜(Cu):铜的加入可以提高钢的强度、硬度和导热性能。

13.铌(Nb):铌的加入可以提高钢的强度、耐磨性和抗腐蚀性能。

14.稀土元素(RE):稀土元素的加入可以改善钢的热处理性能和强度。

15.钒(V):铌的加入可以增加钢的硬度、强度和韧性。

16.硼(B):硼的加入可以提高钢的韧性、强度和耐磨性。

17.锡(Sn):锡的加入可以提高钢的耐腐蚀性和强度。

18.磷(P):磷的加入可以增加钢的脆性和韧性。

这些合金元素的加入可以根据特定的要求来调整钢的性能,例如提高强度、硬度、韧性、耐腐蚀性能、磨损性能和抗冲击性等。

然而,合金化也会引入一些问题,例如增加成本、降低可焊性和提高加工难度等。

因此,在设计和选择合金钢时需要综合考虑各种因素。

合金元素在钢中的作用

合金元素在钢中的作用

1. 合金元素对钢性能的影响钢材中合金元素可以提高钢铁材料洁净度、均匀度、组织细度等影响材料性能,提高冶金行业资源、能源利用效率,实现节能、环保,促进钢铁行业可持续发展。

主要有以下几个方面:(1)结晶强化。

结晶强化就是通过控制结晶条件,在凝固结晶以后获得良好的宏观组织和显微组织,从而提高金属材料的性能。

它包括:(2)形变强化。

金属材料经冷加工塑性变形可以提高其强度。

这是由于材料在塑性变形后位错运动的阻力增加所致。

(3)固溶强化.通过合金化(加入合金元素)组成固溶体,使金属材料得到强化称为固溶强化。

(4)相变强化。

合金化的金属材料,通过热处理等手段发生固态相变,获得需要的组织结构,使金属材料得到强化,称为相变强化。

(5)晶界强化。

晶界部位的自由能较高,而且存在着大量的缺陷和空穴,在低温时,晶界阻碍了位错的运动,因而晶界强度高于晶粒本身;但在高温时,沿晶界的扩散速度比晶内扩散速度大得,晶界强度显著降低。

因此强化晶界对提高钢的热强性是很有效的。

硼对晶界的强化作用,是由于硼偏集于晶界上,使晶界区域的晶格缺位和空穴减少,晶界自由能降低;硼还减缓了合金元素沿晶界的扩散过程;硼能使沿晶界的析出物降低,改善了晶界状态,加入微量硼、锆或硼+锆能延迟晶界上的裂纹形成过程;此外,它们还有利于碳化物相的稳定。

(6)综合强化。

在实际生产上,强化金属材料大都是同时采用几种强化方法的综合强化,以充分发挥强化能力。

例如:1)固溶强化十形变强化,常用于固溶体系合金的强化。

2)结晶强化+沉淀强化,用于铸件强化。

3)马氏体强化+表面形变强化。

对一些承受疲劳载荷的构件,常在调质处理后再进行喷丸或滚压处理。

4)固溶强化+沉淀强化。

对于高温承压元件常采用这种方法,以提高材料的高温性能。

有时还采用硼的强化晶界作用,进一步提高材料的高温强度。

2.合金元素的存在形式根据合金元素与碳的作用不同,可将合金元素分为两大类:碳化物形成元素,它们比Fe具有更强的亲碳能力,在钢中将优先形成碳化物,依其强弱顺序为Zr、Ti、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe等,它们大多是过渡族元素,在周期表上均位于Fe的左侧;非碳化物形成元素,主要包括Ni、Si、Co、Al等,他们与碳一般不生成碳化物而固溶于固溶体中,或生成其它化合物如AlN,一般位于周期表的右侧。

合金元素对钢性能的影响

合金元素对钢性能的影响
合金元素对钢性能的影响
合金元素
硅 (Si)
锰 (Mn)
镍 (Ni)
铬(Cr)
钼(Mo)
铝 (Al)
铜 (Cu)
对钢性能的影响 是钢中常见元素之一,在炼钢过程中用作还原剂和脱氧剂。所以钢中常含有0.20%~0.30%的硅。如果钢中硅含量超过0.50%~0.60% 时,硅就算作特殊的合金元素,这种钢就称为“硅钢” 硅能显著提高钢的弹性极限、屈服强度和抗拉强度,故可广泛用于制造重负的弹 簧钢。在凋质结构钢中,硅不仅能增加钢的淬透性,还增加钢淬火后的抗回火性。因此,常被用作调质结构钢的合金元素,并可用于制造 承受重负荷的较大截面零件的无镍铬、高强度、高韧性的高级调质钢。硅和其他合金元素如钼、钨、铬等结合,有提高钢抗腐蚀和抗高温 氧化的作用,可用于制造无镍低铬的不锈耐热钢。含硅1.0%~4.5%低碳和超低碳钢,具有极高的导磁率,可做电气制造业中的硅钢片。 在热处理时硅易于促使石墨化、产生脱碳现象,故在弹簧中,常加入钨、钒、铬等元素来加以防止。也用于制造耐磨的石墨钢或模具钢。 但钢中含硅量较高时,在焊接时喷溅较严重,有损焊缝质量,并易导至冷脆,会增加镀锌时锌对铁的破坏作用 是良好的脱氧剂和脱硫剂。因此,钢中含0.30%~0.50%的锰是经常的。在碳素钢中加入0.7%~1.8%或以上的锰时,就算是特殊钢“锰 钢”了。这种含锰量较高的碳素钢的力学性能,要比一般含锰量的好得多,不但有足够的韧性(在适当的热处理条件之下),且有较高的强 度和硬度,能提高钢的淬透性,改善钢的热加工性能。故在低合金结构钢中,含锰钢种发展十分迅速。利用锰和硫化合所生成的硫化锰 (MnS)夹杂,有使切屑易于碎断的作用。所以在钢中可加适量的锰和硫来生产易切削钢。此外,锰在合金结构钢、弹簧钢、轴承钢,工具 钢、耐磨钢、无磁钢、不锈钢、耐热钢中,也获得广泛的应用。但锰能使钢的抗腐蚀能减弱,对钢的焊接性能也有不利的影响 能使钢强化,改善钢的低温性能,特别是韧性,还可以提高钢的淬透性。镍钢的抗锈性也很强,具有较高的对酸、碱和海水的耐腐蚀能 力,但在高温高压下对氧介质的抗腐蚀能力无明显效果,反会造成脱碳促使钢腐蚀破裂 。 一般国产低合金结构钢中不加入镍。镍在高 含量时,可显著改变钢和合金的一些物理性能。但镍是一种重要的战略物资,在全世界范围内比较稀缺,所以作为钢的一种合金元素,应 该只在不能用其他元素来获得所需的性能时,才考虑使用镍。譬如需要在高强度时具有高韧性的重要用途的结构钢,在低温工作条件下具 有高韧性的钢,高合金铬镍奥氏体不锈耐热钢,以及要求具有特殊物理性能的钢等 加入钢中能显著提高钢的抗氧化作用,增加钢的抗腐蚀能力。并能提高钢的强度和耐磨性。由于铬加入钢中能改善钢的力学性能及物理和 化学性能,因此在各种用途的合金钢中,普遍含有不同数量的铬。由于目前我国铬资源较少,故因尽量节约使用,特别是在大量生产的结 构钢中,应当少用或不用铬 是一种贵重的合金元素,在我国是富产,但在整个世界范围内的储量却并不丰富。钼在钢中的作用,可归纳为提高淬透性和热强性,防止 回火脆性,提高剩磁和矫顽力,提高在某些介质中(如硫化氢、氨、一氧化碳、水等介质)的抗蚀性与防止点蚀倾向等。故在结构钢、弹簧 钢、轴承钢、工具钢、不锈耐酸钢、耐热钢(也称热强钢)、磁钢等一系列的钢种中,得到广泛的应用。铬钼钢在很多情况下,可以代替较 贵重的铬镍钢来制造各种重要的机件,由于钼增加钢的热强性,所以钼含量较高时,也会增加热加工的困难 是炼钢时的脱氧定氮剂,并且能细化钢的晶粒,提高钢在低温下的韧性,铝对氮有极大的亲和力,含铝的钢渗氮后,在钢种表面牢固地形 成一层薄而硬的弥散分布的氮化铝层,从而提高其硬度和疲劳强度,并改善其耐磨性。铝还具有耐腐蚀性和抗氧化性,可作为不锈耐酸钢 的主要合金元素。在钢的表面镀铝或渗铝,可提高其抗氧化性。 铝和铬、硅复合应用,可以显著提高钢的高温不起皮性和耐高温腐蚀能 力。铝还适用于作电热合金材料和磁性材料。但是,铝会影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能 在钢中加入0.20%~0.50%的铜,特别是和磷配合使用时,可以使低合金结构钢和钢轨钢获得优良的抗大气腐蚀性能,并且也有利于提高 钢的强度、耐磨性和屈强比,而对钢的焊接性并没有不良的影响,是目前建造桥梁、船舶、汽车、机车车辆、化工石油设备及高压容器等 的主要钢类。在奥氏体不锈钢中加入2%~3%的钢,可以提高其在酸性介质中的抗蚀性。但铜是稀缺金属之一,也是战略物资,因此一般 不应在炼制中有意地加入。不过由于钢中含铜无法从冶炼过程中去除,而我国又有丰富的含铜铁矿,所以可以利用含铜铁矿来发展含铜钢

合金元素对钢的影响和作用

合金元素对钢的影响和作用

合金元素对钢的影响和作用钢是由铁与一定量的碳组成的一种合金,它通过合金化的方法加入其他元素来改变其性能和结构。

合金元素对钢的影响和作用主要体现在以下几个方面:1.增强钢的硬度和强度:合金元素通过形成固溶体、细化晶粒和形成弥散的硬质相等方式,可以显著提高钢的硬度和强度。

其中,铬、钼、钒、钨等元素能够形成固溶体并加强晶体上的固溶体强化效应;而锰、镍等元素则能够细化晶粒;添加碳可以增加钢的淬透性,从而提高钢的硬度和强度。

2.提高钢的耐腐蚀性:合金元素可以改善钢的耐腐蚀性能。

例如,添加铬可以形成致密的氧化膜,抵御大气、水等介质中的腐蚀;添加镍能够提高钢的耐酸性和抗氢脆性;添加钼可以提高钢的抗氯离子腐蚀性能等。

3.提高钢的热强度和耐热性:合金元素可以提高钢的抗高温氧化和热加工性能。

例如,添加铬、铝等元素可以形成致密的氧化膜,提高钢的耐高温氧化能力;添加钨、钼等元素能够提高钢的耐高温强度和耐热疲劳性能。

4.改善钢的冷热加工性能:添加适量的合金元素可以改善钢的冷热加工性能。

例如,添加铌、钒等元素可以细化晶粒,改善钢的冷加工硬化性能;添加锰、铬等元素可以降低冷脆性,增加钢的冷加工塑性等。

5.调整钢的组织和相变温度:合金元素还能够调整钢的组织和相变温度。

例如,添加铌、钒等元素可以提高钢的相变温度,防止低温组织相变;添加碳可以调整钢的组织结构,使其形成马氏体、贝氏体、奥氏体等不同的组织结构。

6.改善钢的磁性能:添加合适的合金元素可以改善钢的磁性能。

例如,添加铁、镍等元素可以提高钢的磁导率和饱和磁感应强度,从而改善钢的磁性能。

7.提高钢的耐磨性和耐磨损性:合金元素可以提高钢的耐磨性和耐磨损性。

例如,添加硼、钛等元素可以形成高硬度的碳化物,从而显著提高钢的耐磨性;添加铬、钼等元素可以提高钢的抗磨损性能。

总之,合金元素对钢的影响和作用是多方面的,可以显著提高钢的强度、硬度、耐腐蚀性、耐热性、冷热加工性能、组织和相变温度、磁性能、耐磨性和耐磨损性等。

合金元素对钢的影响

合金元素对钢的影响

合金元素对钢的影响钢是一种由铁和碳组成的合金材料,常用于建筑、机械制造、汽车制造等领域。

除了碳以外,合金元素可以通过添加的方式对钢的性能进行调节,以满足不同的使用要求。

以下是合金元素对钢的一些主要影响。

1.硅(Si)硅是一种常见的合金元素,可改善钢的润湿性和热处理性能。

添加适量的硅可以减少钢液在浇注过程中的气孔和缩松缺陷。

此外,硅还可以提高钢的抗疲劳性能和耐腐蚀性能。

例如,不锈钢中的硅可以提高钢的耐酸性能。

2.锰(Mn)锰是一种常用的合金元素,可提高钢的硬度和强度。

适量的锰可以增加钢的韧性和冷加工性能。

锰还能够提高钢的抗腐蚀性能和抗疲劳性能,同时减少钢材在热处理过程中的变形和开裂问题。

3.硒(Se)硒是一种稀有的合金元素,可以提高铸造钢的强度和韧性。

适量的硒可以改善钢的发红敏感性,防止钢在热处理过程中产生氧化和开裂问题。

4.镍(Ni)镍是一种典型的合金元素,常用于制造耐高温材料,例如高温合金和耐热钢。

添加镍可以大幅度提高钢的抗腐蚀性能,尤其是对于抵抗硫酸腐蚀和海水腐蚀的能力。

此外,镍还能够改善钢的延展性和冷加工性能。

5.钼(Mo)钼是一种特殊的合金元素,可提高钢的硬度、强度和耐热性能。

添加适量的钼可以提高钢的耐高温性能和耐蚀性能,例如在制造高温合金和不锈钢中广泛使用。

6.铝(Al)铝是一种常见的合金元素,可以调节钢的微观结构和物理性能。

添加适量的铝可以减少钢中的热处理变形和开裂问题,提高钢的抗腐蚀性能和焊接性能。

铝还可以提高钢的强度和韧性,同时降低钢的密度。

7.硼(B)硼是一种特殊的合金元素,通过形成硼化物的方式,可以提高钢的硬度和热处理性能。

添加适量的硼可以提高钢的切削性能和耐磨性能,使其适用于制造工具钢和切削工具。

除了上述几种常见的合金元素,还有其他一些合金元素如钒、钨、铬、铌等都可以对钢的性能产生重要影响。

选择合适的合金元素以及添加的含量,能够使钢材更好地适应不同的使用环境和要求。

然而,合金元素的添加也需要考虑其对钢的成本、焊接性能和加工性能的影响,以及可能引起的其他问题,如氧化、变色等。

合金元素对钢的性能影响

合金元素对钢的性能影响

合金元素对钢的影响合金元素在钢中的存在形式:❖溶入铁素体、奥氏体和马氏体中,以固溶体的溶质形式存在❖形成强化相,如溶入渗碳体形成合金渗碳体,形成特殊碳化物或者金属间化合物❖形成非金属夹杂,如合金元素与O、N、S形成氧化物、氮化物和硫化物有些元素如Pb、Ag等游离态存在。

一、合金元素与铁的相互作用1 扩大奥氏体区的元素(奥氏体形成元素)使A4点上升,A3点下降,导致奥氏体稳定区域扩大❖无限扩大奥氏体区的元素:Ni, Mn, Co❖有限扩大奥氏体区的元素:C, Cu, N2. 缩小奥氏体区的元素(铁素体形成元素)使A4点下降,A3点上升,导致奥氏体稳定区域缩小❖完全封闭奥氏体区的元素:Cr, Ti, V, W, Mo, Al, Si❖缩小奥氏体区,但不使之封闭的元素:B, Nb, Zr二、合金元素与碳的相互作用1. 非碳化物形成元素主要包括:B, N, Ni, Cu, Co, Al, Si等➢它们不能与碳元素形成化合物,但可以固溶于铁中形成固溶体➢这些元素都位于元素周期表中铁元素的右边2. 碳化物形成元素主要包括Ti, Zr, Nb, V, W, Mo, Cr, Mn, Fe➢这些元素都位于元素周期表中铁元素的左边➢它们都可与碳元素形成化合物,但形成的碳化物的性质差别很大➢Fe-C相图是研究钢中相变和对碳钢进行热处理时选择加热温度的依据,因此有必要先了解合金元素对Fe-C相图的影响。

➢钢中有三个基本的相变过程:加热时奥氏体的形成、冷却时过冷奥氏体的分解以及淬火马氏体回火时的转变。

合金元素对钢加热时奥氏体形成过程的影响合金元素对减小奥氏体晶粒长大倾向的作用也各不相同。

Ti、V、Zr、Nb等强碳化物形成元素强烈阻碍奥氏体晶粒长大,细化晶粒。

W、Mo、Cr阻止奥氏体晶粒长大的作用中等。

非碳化物形成元素Ni、Si、Cu、Co等阻止奥氏体晶粒长大的作用轻微。

Mn、P有助于奥氏体晶粒的长大。

合金元素对过冷奥氏体分解过程的影响几乎所有的合金元素(除Co)外都使C-曲线向右移动,即减慢珠光体类型转变产物的形成速度。

18种元素对钢材性能的影响

18种元素对钢材性能的影响

18种元素对钢材性能的影响钢材是一种由铁和一些其他元素组成的合金材料,这些其他元素会对钢材的性能产生重要影响。

以下是18种常见元素对钢材性能的影响。

1.碳(C):碳是钢材最重要的合金元素之一,可以增加钢材的硬度和强度。

高碳钢通常具有更高的抗拉强度,但也更加脆性。

2.硅(Si):硅常用于脱氧剂,可以改善钢材的热加工性能。

合适的硅含量可以减少钢材的气泡产生。

3.磷(P):磷可以改善钢材的切削性能,但在高温下会降低钢材的高温强度和韧性。

4.硫(S):硫可以增加钢材的切削性能,并且有助于改善钢的可加工性。

但高硫含量会导致脆性增加。

5.锰(Mn):锰常用于钢材的合金化剂,可以增加钢材的强度和韧性。

适量的锰含量有助于提高冷加工性能。

6.铬(Cr):铬可以增加钢材的抗腐蚀性能和磨损抗性。

合适的铬含量还可以提高钢材的硬度和强度。

7.镍(Ni):镍可以提高钢材的抗腐蚀性,并且有助于改善钢材的耐高温性能。

8.钼(Mo):钼可以增加钢材的强度和硬度,特别是在高温下具有很好的稳定性。

钼还可以提高钢材的耐腐蚀性。

9.铜(Cu):铜可以提高钢材的强度和硬度,并且有助于改善钢材的抗腐蚀性能。

10.铝(Al):铝可以在钢材中形成氧化层,提高钢材的抗腐蚀性能。

铝还可以降低钢材的密度,并且有助于改善钢材的可加工性。

11.钛(Ti):钛可以提高钢材的抗腐蚀性能,并且有助于改善钢材的强度和硬度。

12.硼(B):硼可以提高钢材的硬度和耐磨性。

适量的硼含量还可以提高钢材的可焊性。

13.氮(N):氮可以提高钢材的强度和硬度,同时改善钢材的耐磨性和抗腐蚀性。

14.铌(Nb):铌可以改善钢材的结晶细化,提高钢材的强度和韧性。

15.钒(V):钒可以提高钢材的强度和硬度,并且有助于改善钢材的耐热性。

16.铁(Fe):铁是钢材的主要成分,对钢材的性能起着决定性的影响。

17.砷(As):砷可以作为钢材的脱氧剂和结晶细化剂,提高钢材的强度和硬度。

18.钠(Na):钠可以改善钢材的压力加工性能,并且有助于提高钢材的硬度和韧性。

钢中加入合金元素的作用

钢中加入合金元素的作用

钢中加入合金元素的作用
在钢中加入合金元素可以带来以下几个方面的作用:
1. 提高强度和硬度:合金元素可以通过固溶强化、析出强化等方式提高钢的强度和硬度。

例如,加入碳、锰、铬等元素可以提高钢的硬度和强度。

2. 改善韧性和塑性:适量的合金元素可以改善钢的韧性和塑性,使其在受到外力作用时不易断裂或产生裂纹。

例如,加入镍、钼等元素可以提高钢的韧性。

3. 提高耐腐蚀性:一些合金元素可以提高钢的耐腐蚀性,使其在恶劣环境下具有更好的抗腐蚀性能。

例如,加入铬、镍、钼等元素可以形成不锈钢,提高钢的耐腐蚀性。

4. 改善焊接性能:某些合金元素可以改善钢的焊接性能,使其在焊接过程中不易产生裂纹、气孔等缺陷。

例如,加入钛、钒等元素可以改善钢的焊接性能。

5. 优化热处理性能:合金元素可以影响钢的相变点和晶粒长大行为,从而优化钢的热处理性能。

通过合理选择合金元素,可以使钢在热处理过程中达到预期的组织和性能。

6. 获得特殊性能:不同的合金元素可以赋予钢特殊的性能,如耐磨性、高温强度、磁性等。

例如,加入钨、钴等元素可以提高钢的耐磨性。

总之,在钢中加入合金元素可以显著改善钢的性能,使其适应各种工程应用的需求。

通过合理选择和控制合金元素的种类、含量以及热处理工艺,可以获得具有优异综合性能的合金钢材料。

合金元素对钢材机械性能的影响

合金元素对钢材机械性能的影响

1、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。

碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

2、硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅。

如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。

硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。

在调质结构钢中加入1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。

硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。

含硅1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。

硅量增加,会降低钢的焊接性能。

3、锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰0.30-0.50%。

在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。

含锰11-14%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。

锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。

4、磷(P):在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。

因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低些。

5、硫(S):硫在通常情况下也是有害元素。

使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。

硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。

所以通常要求硫含量小于0.055%,优质钢要求小于0.040%。

在钢中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。

6、铬(Cr):在结构钢和工具钢中,铬能显著提高强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性。

铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,因而是不锈钢,耐热钢的重要合金元素。

合金元素在钢中的主要作用

合金元素在钢中的主要作用

合金元素在钢中的主要作用1.强度增加:合金元素的添加可以显著提高钢的强度。

例如,镍和铬被广泛用于制造不锈钢,它们可以提高钢的强度和耐腐蚀性能。

其他合金元素如硼、钼、钛和钒等也可以提高钢的强度。

2.耐腐蚀性提高:合金元素的添加可以提高钢的耐腐蚀性。

例如,铬的添加可以形成一层钝化膜,保护钢材不受环境腐蚀的影响。

因此,不锈钢中添加了较高比例的铬来提高其抗腐蚀性。

3.硬度增加:合金元素对钢的硬度有直接的影响。

添加硅和锰可以增加钢的硬度,从而提高其抗磨损性能。

硬度的提高对于汽车发动机零件、刀具和轴承等耐磨件来说是非常重要的。

4.可加工性改善:有些合金元素可以提高钢的可加工性,使得钢更容易被切削、锻造和焊接。

铝和钛等元素可以形成易于切削和锻造的中间相,从而提高钢材的可塑性。

5.热处理性能改善:合金元素的添加可以改善钢的热处理性能,使得钢更容易通过热处理来改变其组织和性质。

例如,铌和钛等合金元素的添加可以在钢中形成稳定的碳化物,从而提高硬化深度和抗热脆性。

6.电磁性能调节:合金元素的加入还可以影响钢的电磁性能。

例如,镍和锰等元素的添加可以提高钢的磁导率,使其更适合用于电磁设备和电动机。

7.温度变化下的性能稳定性:合金元素的添加可以使钢在温度变化下保持稳定的性能。

例如,锰和硅等元素的添加可以减轻钢在高温下的软化倾向,从而提高其高温下的机械性能。

值得注意的是,不同的合金元素对钢的性质有不同的影响。

合金元素的种类、含量、配比和钢的制造工艺等因素都会对钢的性能产生显著的影响。

因此,在具体的钢材制造中,需要根据不同的要求和使用环境来选择合适的合金元素组合,以达到最佳的性能。

合金元素对钢的影响

合金元素对钢的影响

合金元素对钢的影响一、提高钢的强度和硬度:1.碳(C):是钢中最主要的合金元素之一、通过控制钢中碳的含量,可以显著提高钢的硬度和强度。

低碳钢具有较高的可塑性和可焊性,高碳钢具有较高的硬度和强度,但韧性较低。

2.钼(Mo):加入适量的钼可以使钢的硬度、强度和韧性显著提高,尤其适用于高温环境下的应用。

3.铬(Cr):加入适量的铬可以形成Cr2O3保护膜,提高钢的耐蚀性和耐磨性,同时还可以提高钢的硬度和强度。

二、改善钢的可焊性:1.钼(Mo):适量的钼可以改善钢的可焊性,减少焊接时的裂纹和损伤。

2.硼(B):适量的硼可以提高钢的可焊性,降低焊接时的裂纹敏感性。

三、提高钢的耐蚀性:1.铬(Cr):铬是最常用的增加钢的耐蚀性的合金元素。

铬可以与氧气结合形成Cr2O3保护膜,阻碍钢与环境中的氧气和水发生反应,从而减少钢的腐蚀。

2.镍(Ni):适量的镍可以提高钢的耐腐蚀性,特别是对酸和盐腐蚀有明显的改善作用。

四、改善钢的耐磨性:1.钒(V):适量的钒可以提高钢的耐磨性和硬度,尤其适用于制造高速切削工具和耐磨零件。

2.锰(Mn):适量的锰可以提高钢的耐磨性和硬度,尤其适用于制造耐磨零件。

五、改善钢的热处理性:1.钼(Mo):钼可以提高钢的热处理稳定性,减少热处理过程中的晶粒长大和变形。

2.钒(V):适量的钒可以改善钢的淬透性,使钢具有更好的淬透性和耐淬性。

综上所述,合金元素对钢的影响是多方面的。

通过合理地控制和添加合金元素,可以改善钢的性能,提高其强度、硬度、耐磨性、耐蚀性,同时还可以改善钢的可焊性和热处理性。

合金元素对钢的性能的影响

合金元素对钢的性能的影响

余宗森/袁泽喜/李士琦/武骏:冶金工业出版日期:2001年8月版次:ISBN:750242726 页数:300开本:32开包装:本帖最近评分记录:金钱:+3(zhyj_88) 多谢补充资料描述文本。

顶端Posted: 2021-12-23 12:32 | 30 楼jiaolong83级别: 中级工程师精华: 0发帖: 1109威望: 3 点金钱: 8 机械币奉献值: 0 点注册时间:2007-04-06最后登录:2011-06-15小中大引用推荐编辑只看复制第一篇我国钢的成分、残留痕微量元素与其常温力学性能的定量关系及国外的相关研究1 试样的制备和成分、组织及性能的测试2 试验数据的统计分析3 各钢铁企业钢材的分析测试和回归结果4 我国钢材的成分、组织与力学性能的定量关系5 国内外关于钢的成分、组织与性能定量关系的研究第二篇钢中痕量及微量残留元素对钢其他性能的影响6 废钢及钢中的残留元素7 残留元素对钢性能的影响8 钢中残留元素的去除和变害为利参考文献顶端Posted: 2021-12-23 12:33 | 31 楼micholas84级别: 学徒工精华: 0发帖: 2威望: 1 点金钱: 100 机械币奉献值: 0 点注册时间:2008-12-17最后登录:2009-02-15小中大引用推荐编辑只看复制合金元素的作用钢铁根底知识:合金元素在钢中的作用1、碳〔C〕:钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金构造钢,含碳量一般不超过0.20%。

碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

2、硅〔Si〕:在炼钢过程中加硅作为复原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0. 30%的硅。

如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。

硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。

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合金元素对钢的影响
合金元素在钢中的存在形式:
溶入铁素体、奥氏体和马氏体中,以固溶体的溶质形式存在
形成强化相,如溶入渗碳体形成合金渗碳体,形成特殊碳化物或者金属
间化合物
形成非金属夹杂,如合金元素与O、N、S形成氧化物、氮化物和硫化物有些元素如Pb、Ag等游离态存在。

一、合金元素与铁的相互作用
1 扩大奥氏体区的元素(奥氏体形成元素)
使A4点上升,A3点下降,导致奥氏体稳定区域扩大
无限扩大奥氏体区的元素:Ni, Mn, Co
有限扩大奥氏体区的元素:C, Cu, N
2. 缩小奥氏体区的元素(铁素体形成元素)
使A4点下降,A3点上升,导致奥氏体稳定区域缩小
完全封闭奥氏体区的元素:Cr, Ti, V, W, Mo, Al, Si
缩小奥氏体区,但不使之封闭的元素:B, Nb, Zr
二、合金元素与碳的相互作用
1. 非碳化物形成元素
主要包括:B, N, Ni, Cu, Co, Al, Si等
它们不能与碳元素形成化合物,但可以固溶于铁中形成固溶体
这些元素都位于元素周期表中铁元素的右边
2. 碳化物形成元素
主要包括Ti, Zr, Nb, V, W, Mo, Cr, Mn, Fe
这些元素都位于元素周期表中铁元素的左边
它们都可与碳元素形成化合物,但形成的碳化物的性质差别很大Fe-C相图是研究钢中相变和对碳钢进行热处理时选择加热温度的依据,因此有必要先了解合金元素对Fe-C相图的影响。

钢中有三个基本的相变过程:加热时奥氏体的形成、冷却时过冷奥氏体
的分解以及淬火马氏体回火时的转变。

合金元素对钢加热时奥氏体形成过程的影响
合金元素对减小奥氏体晶粒长大倾向的作用也各不相同。

Ti、V、Zr、Nb等强碳化物形成元素强烈阻碍奥氏体晶粒长大,细化晶粒。

W、Mo、Cr阻止奥氏体晶粒长大的作用中等。

非碳化物形成元素Ni、Si、Cu、Co等阻止奥氏体晶粒长大的作用轻微。

Mn、P有助于奥氏体晶粒的长大。

合金元素对过冷奥氏体分解过程的影响
几乎所有的合金元素(除Co)外都使C-曲线向右移动,即减慢珠光体类型转变产物的形成速度。

除Co、Al以外,所有的合金元素都使马氏体转变温度下降。

提高淬透性的元素主要有
Cr、Mn、Mo、Si、Ni、B
合金元素对回火过程的影响
合金元素的主要作用是提高钢的回火稳定性(钢对回火时发生软化过程的抵抗
能力),使回火过程各个阶段的转变速度大大减慢,将其推向更高的温度。

对合金钢的回火稳定性影响比较显著的为:钒、钨、钛、铬、钼、钴、硅等元
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