锰对锻造中铬合金白口铸铁热处理的影响

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叙述硅、锰、铬、镍、钨、钛、钒、钼等常用合金元素对热处理的影响

叙述硅、锰、铬、镍、钨、钛、钒、钼等常用合金元素对热处理的影响一、硅的化学、物理性能不锈钢中的硅（以前称矽）的元素符号为Si原子序数为14：原子量为28. 086源子半径为 1.34A：晶格为钻石立方密度为 2.33g/cm3 (20qC)J熔点为1412qC。

二、硅在钢中的存在形态硅作为合金元素，在钢中含量最少为0.4%，最大为4.5%。

若含硅量超过4.5%，钢变得很脆，已无使用价值。

由于硅与碳的化学亲和力小于铁与碳的亲和力，所以硅在钢中不与碳生成化合物。

在含硅量少于10%的钢中，硅也不与铁生成化合物。

硅是以固溶体的形态存在于铁索体和奥氏体中。

硅能强烈地促使钢中的碳以自由碳的形态析出，即称之为石墨化。

由于硅这种石墨化的作用很强，硅的存在甚至使钢中的渗碳体F3C变得不稳定。

三、硅对钢临界点的影响硅是提高钢加热时和冷却时相变临界温度的元素。

据测定，在含碳量为0.4%的钢中，每加入1%的硅，使铁索体与奥氏体的临界温度A吼和A r3。

升高40 - 50qC腔珠光体与奥氏体的临界温度Aci和Ari升高15 - 20qC。

因此硅提高了亚共析钢的退火、正火和淬火的温度。

但对过共析钢，如含碳1%的钢，硅这种提高钢临界点的作用就减弱了。

这是因为硅不生成碳化物，也不溶解在渗碳体中，硅只对铁素体发生作用，而在过共析钢中，铁素体的数量较少的缘故。

硅对钢的马氏体开始转变温度Ms点和终止转变温度Mz点基本上没有影响。

四、硅对钢过热敏感性、淬透性的影响硅降低钢的导热系数，又促使钢中的碳以石墨形态析出，造成加热时脱碳倾向比较严重：另一方面，在加热过程中硅又使铁索体和奥氏体晶粒易于粗化。

这些因素，决定了硅增加钢的过热敏感性。

所以硅钢进行热处理时，升温速度不宜太快，保温时间应尽可能缩短。

硅能降低亚共析钢的临界冷却速度，钢中含碳置越低，这一作用越显著(见表6-1-1)。

临界冷却速度降低，意味着增加钢的淬透性。

例如，含碳量为0. 5%，含硅量为1.5%的硅钢，直径30mm以内的工件，可以在油中淬透。

各种元素对铸铁组织性能的影响

各种元素对铸铁组织性能的影响1.C碳是铸铁的基本组元，在铸铁中的存在形式主要有两种，一种是以游离碳石墨的形式存在，另一种是以化合碳渗碳体的形式存在，也正是碳在铸铁中的这种存在形式可把铸铁分成许多类型可把铸铁分成许多类型,在灰铸铁中，碳的质量分数控制在2.7%-3.8%的范围内，碳主要以片状石墨形式存在，高碳灰铸铁的金相组织为铁素体和粗大的片状石墨，机械强度和硬度较低，但挠度较好；低碳灰铸铁的金相组织为珠光体和细小的片状石墨，有较高的机械强度和硬度，但挠度较差。

由于灰铸铁的成分位于共晶点附近，因此具有良好的铸造性能。

对于亚共晶范围的灰铸铁，增加碳含量能提高流动性，反之，对于过共晶范围的灰铸铁，只有降低碳含量才能提高流动性。

在QT中含C量高，析出的石墨数量多，石墨球数多，球径尺寸小，圆整度增加。

提高含C量可以减小缩松体积，减小缩松面积，使铸件致密。

但是含C量过高则降低缩松作用不明显，反而出现严重的石墨漂浮，且为保证球化所需要的残余Mg量要增多。

2.Si硅是铸铁的常存五元素之一，能减少碳在液态和固态铁中的溶解度，促进石墨的析出，因此是促进石墨化的元素，其作用为碳的1/3 左右，故增加硅量会增加石墨的数量，也会使石墨粗大；反之，减少硅量，会使石墨细小。

在灰铸铁中，硅的质量分数控制在1.1%-2.7%的范围内，一般碳硅含量低可获得较高的机械强度和硬度，但流动性稍差；反之，碳硅含量高，流动性好，机械强度和硬度较低。

当薄壁铸件出现白口时，可提高碳硅含量使之变灰；当厚壁铸件出现粗大的石墨时，应适当降低碳硅含量，并达到提高机械强度和硬度的目的。

Si是Fe-C 合金中能够封闭ｒ区的元素，Si使共析点的含C量降低。

Si提高共析转变温度，且在QT中使铁素体增加的作用比HT要大。

HT中C、Si 都是强烈促进石墨化的元素。

提高碳当量促使石墨片变粗、数量增多，强度和硬度下降。

降低碳当量可以减少石墨数量、细化石墨、增加初析奥氏体枝晶数量，从而是提高灰铸铁力学性能常采取的措施。

C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo元素在钢中的作用与热处理时的影响

1、铬(Cr)铬能增加钢的淬透性并有二次硬化作用。

可提高高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆；含量超过12%时。

使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀的作用。

还增加钢的热强性，铬为不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。

铬能提高碳素钢轧制状态的强度和硬度。

降低伸长率和断面收缩率。

当铬含量超过15%时，强度和硬度将下降，伸长率和断面收缩率则相应地有所提高。

含铬钢的零件经研磨容易获得较高的表面加工质量。

铬在调质结构钢中的主要作用是提高淬透性。

使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能，在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物，从而提高材料表面的耐磨性。

含铬的弹簧钢在热处理时不易脱碳。

铬能提高工具钢的耐磨性、硬度和红硬性。

有良好的回火稳定性。

在电热合金中，铬能提高合金的抗氧化性、电阻和强度。

(1) 对钢的显做组织及热处理的作用A、铬与铁形成连续固溶体，缩小奥氏体相区城。

铬与碳形成多种碳化物，与碳的亲和力大于铁和锰而低于钨、钼等．铬与铁可形成金属间化合物σ相(FeCr)B、铬使珠光体中碳的浓度及奥氏体中碳的极限溶解度减少C、减缓奥氏体的分解速度，显著提高钢的淬透性．但亦增加钢的回火脆性倾向(2)对钢的力学性能的作用A、提高钢的强度和硬度．时加入其他合金元素时，效果较显著B、显著提高钢的脆性转变温度C、在含铬量高的Fe-Cr合金中，若有σ相析出，冲击韧性急剧下降(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用A、提高钢的耐磨性，经研磨，易获得较高的表面光洁度B、降低钢的电导率，降低电阻温度系数C、提高钢的矫顽力和剩余磁感．广泛用于制造永磁钢D、铬促使钢的表面形成钝化膜，当有一定含量的铭时，显著提高钢的耐腐蚀性能（特别是硝酸）。

若有铬的碳化物析出时，使钢的耐腐蚀性能下降E、提高钢的抗氧化性能F、铬钢中易形成树枝状偏析，降低钢的塑性G、由于铬使钢的热导率下降，热加工时要缓慢升温，锻、轧后要缓冷(4)在钢中的应用A、合金结构钢中主要利用铬提高淬透性，并可在渗碳表面形成含铬碳化物以提高耐磨性B、弹簧钢中利用铬和共他合金元素一起提供的综合性能C、轴承钢中主要利用铬的特殊碳化物对耐磨性的贡献及研磨后表面光沽度高的优点D、工具钢和高速钢中主要利用铬提高耐磨性的作用，并具有一定的回火稳定性和韧性E、不锈钢、耐热钢中铬常与锰、氮、镍等联合便用，当需形成奥氏体钢时，稳定铁素体的铬与稳定奥氏体的锰、镍之间须有一定比例，如Cr18Ni9等F、我国铬资源较少．应尽量节省铬的使用2、钼(Mo)钼在钢中能提高淬透性和热强性。

锰—硼抗磨白口铸铁热处理工艺的试验研究

炼，要原材料为生铁、钢、种铁合金和变质剂。主废各试样化学成分见表ｌ。
表１试样的化学成分（量分数．）质
碰度ＨＲＣ
锌态性能
处理
－［一工艺ｃ【２Ｉ埂度／ＨＲＣ
２０
６２ｌｌ
炉前变质处理和热处理是行之有效的途径。于锰、关硼
氏硬度计上测定．击韧度用Ｊ一Ｏ型一次摆锤冲击冲Ｂ３
试验机测定．结果见表２其
自口铸铁的变质处理在炉前已采取了相应的技术措施＿，了进一步改善和提高材料的冲击韧度，宽其］为］拓
ａｏｒ００ｌｉｓ．ｂｅ１００ｔｆｅｌＫｅｒｙｗｏｄｓ・ｗｅｒｒｓｓａｎｎ— ｈｔａｔｌａ —ｅｉｔＭｒＢｗｉｃｌｏｎ：ｈａｔｔｅｔｅｒｃｓ－ｅ —ｒａｍｎｔｐｏｅ
为改善白口铸铁的碳化物形态，高其冲击韧度，提
ｓｕ～Ｙｕ—ｕｌ
（ｄｔｒａｇｉｅｒｎｎｔｔｔ－Ｎｏｅ，Ｚｅｇｈ）Ｕｎ・ｓｙ，ｅｇｈｕ４００－ＣｈｎＪａｅｉｌＥｎｎｅｉｇＩｓｉｅ￣ｕｍｈＡｒａ０ｈｎｚ，＆ｅｉＺｈｎｚｏ５０２ｒｔｉａ）ＡｂｔａｔＴｈｎｌｅｃｆｕｔｎｔｇｔｍｐｒｔｒｎｎａｅｅｏｈｔｕｔｒｎｒｐｒｉｓｏｈｓｒｃｅｉｆｎｅｏｓｅｉｚｎｅｅａｕｅａｄｍａｇｎｓｎｔｅｓｒｃｕｅａｄｐｏｅｔｆｔｅｕａｉＪｅｍｒｅ

锰元素对钢铁的影响

锰元素对钢铁的影响锰元素对钢铁的影响主要体现在以下几个方面：1. 对钢的显微组织及热处理的影响：锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，工业用钢中均含有一定量的锰。

锰固溶于铁素体和奥氏体中，能扩大奥氏体区，使临界温度升高。

锰还能极大降低钢的马氏体转变温度（其作用仅次于碳）和钢中相变的速度，提高钢的淬透性，增加残留奥氏体含量。

此外，锰使钢的调质组织均匀、细化，避免了渗碳层中的碳化物聚集成块，但也可能增大钢的过热敏感性和回火脆性。

锰还是弱碳化物形成元素。

2. 对钢的力学性能的影响：锰在增加强度方面的作用不及碳、磷、硅，但在增加强度的同时不影响延展性。

锰通过细化珠光体，可以显著提高低碳和中碳珠光体钢的强度，但也可能使延展性有所降低。

同时，锰还能通过提高淬透性来提高调质处理索氏体钢的力学性能。

在严格控制热处理工艺、避免过热时晶粒长大以及回火脆性的前提下，锰不会降低钢的韧性。

3. 对钢的物理、化学及工艺性能的影响：随着锰含量的增加，钢的热导率会急剧下降，线胀系数会上升，这可能导致在快速加热或冷却时形成较大的内应力，从而增大零件开裂的倾向。

锰还会使钢的电导率急剧降低，电阻率相应增大。

锰含量的增加会使矫顽力增大，饱和磁感、剩余磁感和磁导率均下降，这对永磁合金有利，但对软磁合金不利。

当锰含量很高时，钢的抗氧化性能会下降。

锰与钢中的硫形成较高熔点的MnS，这有助于消除钢的热脆性，改善热加工性能。

然而，高锰奥氏体钢的变形阻力较大，且钢锭中柱状结晶明显，这可能会增加锻轧时的开裂倾向。

锰还能降低临界转变温度，从而提高碳锰钢的低温冲击韧性。

同时，锰能强烈增加碳锰钢的淬透性，但含锰量较高时，有使钢晶粒粗化并增加钢的回火脆性的不利倾向。

综上所述，锰元素在钢铁中起着重要作用，它可以影响钢铁的显微组织、热处理性能、力学性能以及物理、化学和工艺性能。

然而，锰的影响并非全然积极，过高的锰含量也可能导致一些不利的影响，如增大过热敏感性和回火脆性、降低抗氧化性能等。

锰在高铬铸铁中的作用

锰在高铬铸铁中的作用
锰在高铬铸铁中具有多重作用，具体如下：
1. 提高高铬铸铁的强度和硬度。

锰可以增加高铬铸铁中的组织致密度，抑制高温下铬的损失，从而提高其强度和硬度。

2. 改善高铬铸铁的韧性。

锰的加入可以降低高铬铸铁的硬度，使其具有更好的韧性和可塑性。

3. 提高高铬铸铁的耐磨性。

锰与铬的共同作用可以使高铬铸铁中形成更稳定的晶体结构，从而提高其耐磨性。

4. 提高高铬铸铁的抗氧化性能。

锰的添加可以形成一层锰氧化物膜，在高温、高氧环境中有效地防止高铬铸铁的氧化。

5. 在提高铸铁的“硬化能力”和材料的淬透性方面，锰元素也发挥了重要作用。

适量增加锰，可以使材料获得强韧性、高硬度和高淬透性。

此外，在高铬铸铁中还常含有一定含量的铌、钛、铜等元素，这些元素能够有效地改善和提高高铬铸铁的物理性能。

总的来说，锰元素在高铬铸铁中起到了重要作用，不仅提高了其力学性能，也增强了抗氧化能力。

如需了解更多信息，建议咨询专业铸造工程师或查阅铸造类书籍。

锰对HT280铸铁件组织和性能的影响

开发研究
锰对 !"#$% 铸铁件组织和性能的影响
聂小武（南昌航空工业学院材料科学与工程学院，江西南昌 &&$$&’）摘要：生产实践研究表明：当锰含量质量比在 !($)*!(#)范围内时， +,#-$ 可获得最佳的组织和性能。锰，灰铸铁，力学性能关键词： +,#-$，中图分类号：文章编号：（ #(()） !"#$%&文献标识码： ’； %(()*+)$, (%*% 某零件是空调压缩机主要零部件之一，材质为
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试验熔炼设备为中频感应炉，使用快速热电偶测温仪
测量铁液温度。铁液出炉温度为 &’%%()&’#%(，浇注尽量缩短铁液高温静置时间。温度为 &*%%()&*’%(，采用随大流孕育法，孕育剂 +’,-./ 的加入量统一为（质量百分比），粒度为 #)*33。化学成分试样 %01’2 直接在 !1%33 试捧上钻取，金相组织观察试块在试棒中下部截取。在其它化学成分及熔炼工艺不变的情况下，碳当量（ 45）控制在 106%)107%，锰含量自低向高逐渐增加进行，主要试验结果如表 & 所示。由表 % 中可见： !铸铁抗拉强度随含锰量的增加而不断提高；铸铁硬度 -.稳步提 "随着含锰量增加，高。试验结果表明，在 -!/,(的力学性能潜力很大，其它化学成分保持不变的情况下，当锰含量小于时，抗拉强度不符合技术要求，组织粗大、铁素 (0 ,%1 时，随着锰含体较多，硬度偏低。当锰含量大于 (0 +(1
表&
熔炼炉号
9: 含量对 !"#$% 力学性能及金相组织的影响

Mn元素对灰铸铁加工性能的影响

Mn元素对加工性能的影响：
（研究对象是壁厚为16mm的低牌号灰铸铁）
在实际机减加工观察时发现，凡加工困难的铸件在切削时铁屑卷曲且均高温氧化成蓝黑色，并有粘刀现象。

结合化学分析和金相分析，我们认为：产生这种现象的原因是基体中低熔点的三元共晶体在刀具切削的高温作用下(无冷却液)产生微观局部软化并粘附于刀刃上，使得刀具的切削能力急剧下降，此时铸件难以加工的表征不是“过硬”而是发粘。

若继续进行加工，则会产生越粘温度越高，温度越高就越粘的恶性循环，导致短时间内机械加工无法继续进行。

结论：
加工困难并非硬度过高所致，锰低硫高形成低熔点三元共晶体是主因，根据Mn=1.7S+0.35修正后解决了加工困难的问题。

Mo、Cu对高铬铸铁凝固组织和亚临界热处理硬化行为的影响

和 3 号合金组织中的共晶碳化物含量（体积分数）分别是 20. 4% ， 20. 0% 和 l5. 8% 。对于亚临界处理态的组织，从图 l 中各合金铸态和处理态金相照片的比较，可以看出，共晶碳化物并没有什么变化，但是大部分的残留奥氏体已经转变成了马氏体。2 号合金组织中几乎没有了残留奥氏体存在，而 l 号和 3 号合金组织中还含有一定量的残留奥氏体。另外，通过比较可以发现，在亚临界热处理过程中有二次碳化物在基体上析出。 !" !$ 高铬铸铁亚临界热处理的硬化行为图 3 给出了三种合金不同温度的亚临界热处理的
Mo、 Cu 对高铬铸铁凝固组织和亚临界热处理硬化行为的影响
孙志平l ，沈保罗l ，高升吉l ，王均l ，刘浩怀l ，黄四九2 （ l. 四川大学金属材料系，四川成都 6l0065 ； 2. 四川成都双流县四九稀土合金铸造厂，四川成都 6l02ll ）摘要：研究了 Mo 和 Cu 对高铬铸铁凝固组织和亚临界热处理硬化行为的影响。研究表明，添加 Mo 和 Cu 可以使高铬铸铁的凝固组织获得更多的残留奥氏体。含有 Mo 和 Cu 的高铬铸铁在亚临界热处理过程中有明显的二次硬化现象。由于 Mo 是强碳化物形成元素与碳原子之间有强的相互吸引作用，阻碍碳原子在凝固冷却时碳从奥氏体向液相扩散，使共晶奥氏体的碳含量较高，导致奥氏体的 Ms 点降低，使得铸态组织获得更多的残留奥氏体。固溶于奥氏体中的 Cu 对奥氏体中碳在亚临界热处理过程中的析出具有很强的阻碍作用，所以与没有添加 Mo 和 Cu 的高铬铸铁比较，添加 Mo 和 Cu 的高铬铸铁二次硬化峰的出现需要更高的温度或者更长的保温时间。关键词：高铬铸铁；亚临界热处理；二次硬化；钼；铜中图分类号： TG143. 9 文献标识码： A 文章编号： 0254-6051 （ 2004 ） 08-0008-05

锰及其合金元素对球铁性能的影响

锰及其合金元素对球铁性能的影响锰对球铁性能的影响铁水经球化处理后。

球铁中的锰能稳定和细化珠光体。

锰溶于铁素体中可以提高强度、硬度。

锰是较弱的碳化物稳定元素，锰溶人Fe3C形成的(Fe，Mn)3C随锰量变化而改变分布形态。

锰量低时，渗碳体在晶界上以孤立状态分布，锰量增加时逐渐形成网状，使球墨铸铁的塑性、韧性下降。

为获得高强度、高塑性的铸态珠光体球铁，试验研究了锰对球铁性能的影响，由试验数据绘制的曲线如图l。

由图1可知，随着锰含量的增加。

组织中珠光体量增加，抗拉强度、硬度增加，但伸长率下降。

还可看出，锰的影响作用是变化的．存在一个锰含量临界区间(质量分数约0．8％～O．9％)，在这个临界区间之内，锰对球铁的影响比较显著，在这个临界区间之外，影响较为平缓。

因此，要获得高塑性，锰含量应小于临界区间；要得到高强度，锰含量应大于临界区间。

锰含量影响性能的原因是锰含量低时，锰溶于铁素体起固溶强化作用，锰含量高时，锰还取代铁或与铁、碳形成合金渗碳体(Fe,Mn)3C。

这种合金渗碳体以珠光体形式出现，则有利于珠光体形成并细化珠光体，明显提高强度、硬度，并降低塑性。

而在珠光体量足够高时(约80％)锰促进和细化珠光体作用减弱，性能变化不大。

锰铜对球铁性能的影响锰促进和细化珠光体。

但由于锰的偏析，因而用锰合金化来获得全部珠光体组织会带来一些缺陷，因而采用不同的锰量和铜量来配合，获得不同的球铁性能。

在球铁中最常用的合金元素是铜，铜是中等促进石墨元素，它能稳定奥氏体，提高奥氏体壳的稳定性，有利于得到圆整石墨。

在共析转变时，进珠光体的能力为锰的3倍。

所以随着铜的增加，球铁中的石墨较为圆整。

由图2可知，在锰含量一定时，随着铜含量增加，球墨铸铁的强度增加，伸长率下降；锰含量低时曲线斜率大，锰含量高时曲线斜率小，这意味着铜加入量少时影响较大。

锰含量低时，曲线的斜率较大，变化速度快，说明铜形成和细化珠光体的能力强；锰含量高时，曲线的斜率小，变化速度慢，铜的作用减弱。

铸造技术：锰、磷、硫对球墨铸铁质量的影响

铸造技术：锰、磷、硫对球墨铸铁质量的影响锰锰扩大奥氏体相区，扩展相区的程度随锰含量上升而增加。

球墨铸铁中锰的凝固分配系数约为0.7，凝固时锰偏聚于液相。

在固态相变过程中，锰原子的扩散比碳原子困难，扩散速度远低于碳原子，导致含锰较高的铸件相变阻力增加，并阻碍铁原子扩散，减缓慢奥氏体分解速度，增加共析转变过冷度，加长转变孕育期，使避免珠光体转变的临界冷速降低。

在较低的共析温度下，共析转变速率加快，奥氏体中的碳原子迁移变得困难，因而锰抑制铁素体形成，从而提高基体中珠光体体积分数。

可以利用调节锰量来改变基体中铁素体和珠光体含量的比例，改变铸件性能。

锰使共析温度显著下降。

球墨铸铁中每增加1%锰，共析转变温度下降约20度。

表明锰增加奥氏体共析转变过冷度。

在较低温度下，转变阻力增大，奥氏体稳定性提高，并可使共析转变产物细化。

含锰量达到一定程度后，奥氏体能够保留到室温。

锰减少共析组织含碳量。

当基体含锰量不太高时，每1%的锰约可使共析组织含碳量减少0.05%--0.06%。

加锰使共析点移向相图左下方。

奥氏体共析转变中锰原子有助于较厚球墨铸铁件淬火硬化。

锰溶入铁并与碳化合形成渗碳体。

在此化合物中，锰原子部分取代铁原子，使化合物的结合键加强。

存在共晶组织或共析组织中的这种碳化物都是稳定R .微区分析结果表明：球状石墨周围含锰量比奥氏体晶界处的含锰量低数倍，这是因为锰原子的扩散速度低于碳的扩散速度，导致共晶转变结束后的晶间残留熔液相，锰浓度远高于铸件平均浓度。

共晶转变完成后，晶界上将会析出晶碳化物。

随着铸件含锰量增加，碳化物体积分数随之增大，甚至能形成断续网状或连续网状碳化物，降低铸件塑韧性。

因此制造塑韧性要求较高的铁素体球墨铸铁时，铸件含锰一般应限制在0.2%以下。

球墨铸铁的几种常存元素中，对珠光体体积分数影响显著的是锰。

长期生产珠光体球墨铸铁的经验表明，厚度25mm以下的镁球墨铸铁中锰=0.3%--0.5%时，基体中珠光体含量一般在60%--80%。

各种元素对钢性能的影响

各种元素对钢性能的影响
5.磷(P)的影晌:一般来说，磷是钢中有害的杂质元素，它来源于炼钢原料。磷虽然能提高钢的强度，但使其塑性韧性降低,特别是它能使钢的冷脆性急剧加大，对钢材产生很大的危害，故对磷要严格制。”GB” 中规定:普通钢中磷含量不大于0.045％，优质钢中磷含量不大于0.04％，高级优质钢中磷含量不大于0.035％。
各种元素对钢性能的影响
8.钼(Mo)的影响:钼能大大地提高钢的淬透性和高温强度，降低回火脆性(这对于冷冲模尤其重要) 。有钼的不锈钢，其耐腐蚀性更好。钼多用于合金工具钢和不锈钢中。 9.钨(W)的影响:钨能大大地提高钢的高温强度和淬透性，降低回火脆性，对钢的强度和硬度均有提升。在工具钢.刃具钢.模具钢中都少不了钨，特别是热工模具和硬质合金中。
各种元素对钢性能的影响
12.铝(Al)的影响:能使钢的组织晶粒细化，形成细密的氮化物，从而提高了钢的高温强度和抗氧化性能。加铝的合金结构钢多用于需作表面渗碳或碳氮共渗的重要零部件的制造，如38CrMnAl等。 13.铌(Nb)的影响:铌的主要作用是细化钢的组织晶粒，提高钢的韧性。铌是近期才被认知和应用的合金元素，在我国研发推出的新型模具用钢中，铌经常出现，如:用于制造冷冲.冷挤.切边凸模的65Nb(即6Cr4W3Mo2VNb);用于制造高负荷.高韧性.易崩刃.易折断的冷冲凸模钢GD(即 6CrNiMoSiMnV) ，前者含铌0.2~0.3%;后者含铌 0.7~1.0%。
各种元素对钢性能的影响
10.钒(V)的影响:钒能使钢的组织晶粒细化，形成细密的碳化物，从而提高了钢的强度.硬度，特别是高温强度。含钒的钢多用于工具钢.刃具钢.模具钢中，如Cr12MoV(模具钢);W18Cr4V(刃具钢) 等。 11.钛(Ti)的影响:钛能使钢的组织晶粒细化，形成细密的碳化物，从而提高了钢的强度.硬度，特别是高温强度和韧性，钛的加入还能加强钢的耐腐蚀性。钛多出现在不锈钢和硬质合金中。

锰在铸铁中的作用

球墨铸铁中锰的作用原铁水中的锰可以起到一定的脱硫作用，锰与硫结合形成MnS进入炉渣被清除掉。

在球化处理后，铁水中含硫，氧很少，硫氧与镁或稀土可以形成稳定化合物，锰不再起脱硫作用。

因此，球铁中少量的锰也能起到合金作用，充分发挥稳定碳化物和珠光体的作用。

适当提高锰量，由于促使珠光体增加并细化，可以提高强度，硬度，但降低塑性和韧性。

锰量过高则出现碳化物，恶化机械性能。

锰是碳化物形成元素。

在共析转变过程中，锰降低共析转变温度，稳定并细化珠光体。

提高脆性转变温度，铁素体球铁中增加锰0.1%，脆性转变温度大约提高10-12度。

增加缩松倾向。

文档来自于网络搜索在厚大铸件中锰的偏析严重。

锰在含硅较高的奥氏体中溶解度很小，结晶过程中它富集在尚未凝固的金属液中，正在生长的共晶团排挤它，最后使锰富集到共晶团边界，形成珠光体或碳化物。

严重时形成网状碳化物。

严重影响机械性能，而且很难在热处理消除。

文档来自于网络搜索厚大铸件要防止锰的偏析；薄壁铸件要防止一次渗碳体；铸态铁素体球铁也要防止一次渗碳体及过多的珠光体。

这三种情况都希望含锰越低越好，根据现有炉料条件，一般要求锰量低于0.5%。

当然，退火铁素体球铁，也希望锰越低越好，一般要求锰量低于0.6%。

文档来自于网络搜索由于锰促进生成一次碳化物的作用很强烈，而稳定珠光体的作用又比铜，锡差，因而珠光体球铁也不希望采用高锰来保证珠光体数量，而采用适量的铜或正火工艺来稳定或保证珠光体数量。

锰量一般控制在0.4-0.6%。

文档来自于网络搜索在原材料条件许可时，生产铸态铁素体球铁，含锰量最好控制在小于0.3%，以保证得到较好的延利率。

原材料中的锰可以用TY-BSY2型元素分析仪监测监控。

文档来自于网络搜索MnS的熔点是1610±10℃，高于一般冲天炉的铁液温度，所以在铁液中多呈固体质点存在。

因其比重小易浮出铁液，随渣排出，或呈颗粒夹杂物留存在铁液中。

为了减少铁液中含硫量，中和硫的有害作用，锰在铸铁中的加入量与含硫量，中和硫的有害作用。

合金元素及其含量对热处理工艺性能的影响

合金元素及其含量对热处理工艺性能的影响合金元素及其含量对热处理工艺性能的影响，主要表现在对加热、冷却和回火过程中相变的影响上。

㈠合金元素对加热时转变的影响合金元素影响加热时奥氏体形成的速度和奥氏体晶粒的大小。

⑴对奥氏体形成速度的影响Cr 、Mo 、W 、V 等强碳化物形成元素与碳的亲合力大，形成难溶于A 中的合金碳化物显著阻碍碳的扩散，大大减慢A 形成速度。

为了加速碳化物的溶解和A 成分的均匀化，必须提高加热温度并保温更长的时间。

Co 、Ni 等部分非碳化物形成元素，因增大碳的扩散速度，使A 的形成速度加快。

Al 、Si 、Mn 等合金元素对A 形成速度影响不大。

⑵对奥氏体晶粒大小的影响大多数合金元素有阻止A 晶粒长大的作用，但影响程度不同。

碳化物形成元素的作用最明显，因形成的碳化物在高温下较稳定，不易溶于A 中，能阻碍其晶界外移，显著细化晶粒。

按照对晶粒长大作用的影响，合金元素可分为：①强烈阻止晶粒长大的元素：V 、Ti 、Nb 、Zr 等。

Al 在钢中易形成高熔点AlN 、2 3 Al O细质点，也强烈阻止晶粒长大。

②中等阻碍晶粒长大的元素：W 、Mo 、Cr 。

③对晶粒长大影响不大的元素：Si 、Ni 、Cu 。

④促进晶粒长大的元素：Mn 、P 、B 也略有此倾向。

由于锰钢有较强的过热倾向，其加热温度不应过高，保温时间应较短。

㈡合金元素对过冷奥氏体分解转变的影响除Co 外，几乎所有合金元素都增大过冷A 的稳定性，推迟P 类型转变，使C 曲线右移，即提高钢的淬透性。

这是钢中加入合金元素的主要目的之一。

常用提高淬透性的元素有：Mo 、Mn 、Cr 、Si 、Ni 、B 等。

微量B （0.0005～0.003％）即能明显提高淬透性，但其作用不稳定。

Mo 的价格较贵，不单纯作提高淬透性的元素使用。

必须指出，加入的合金元素，只有完全溶于A 中时才能提高淬透性，如果未完全溶解，则碳化物会成为P 形成的核心，反而使钢的淬透性降低。

各元素对铸造性能的影响

各元素对铸造性能的影响
C：有利于改善流动性。

Si：降低熔点改善流动性还是良好的脱氧剂。

中碳钢中Si由0.25%增至到0.45%时由于良好的脱氧作用，流动性明显提高。

高锰钢中硅含量过低容易出现冷隔。

Mn：缩小结晶范围提高流动性。

增加体积收缩，增加冷、热裂倾向。

生成氧化锰氧化锰与二氧化硅作用易形成化学粘砂。

S：生成MnS、AI2S3降低流动性并增加热裂倾向。

P：改善流动性增加冷、热裂倾向。

Mo：低合金范围内降低流动性。

质量分数高时提高高温强度，改善热裂倾向弥补硫磷缺陷。

Cr：生成夹杂物及氧化膜使钢液变稠不好浇注，降低流动性。

增加体积收缩量，增大缩孔倾向。

减少导热性，增大热裂倾向。

Ni：改善流动性。

含量过高易形成枝晶，增大热裂倾向。

Al：作为合金元素加入时形成Al2S3和Al2O3夹渣和氧化膜。

降低流动性，增大收缩和热裂倾向。

做脱氧剂加入时，质量分数小于5%，有良好的脱氧作用，改善流动性。

Re：作为合金元素加入时增加流动性、降低热裂倾向。

注：合金元素量多种比一种好但一定要适量，要注意节约资源。

C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo元素在钢中的作用和热处理时的影响

C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo元素在钢中的作用和热处理时的影响第一篇：C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo元素在钢中的作用和热处理时的影响1、铬(Cr)铬能增加钢的淬透性并有二次硬化作用。

可提高高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆；含量超过12%时。

使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀的作用。

还增加钢的热强性，铬为不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。

铬能提高碳素钢轧制状态的强度和硬度。

降低伸长率和断面收缩率。

当铬含量超过15%时，强度和硬度将下降，伸长率和断面收缩率则相应地有所提高。

含铬钢的零件经研磨容易获得较高的表面加工质量。

铬在调质结构钢中的主要作用是提高淬透性。

使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能，在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物，从而提高材料表面的耐磨性。

含铬的弹簧钢在热处理时不易脱碳。

铬能提高工具钢的耐磨性、硬度和红硬性。

有良好的回火稳定性。

在电热合金中，铬能提高合金的抗氧化性、电阻和强度。

(1)对钢的显做组织及热处理的作用A、铬与铁形成连续固溶体，缩小奥氏体相区城。

灰铸铁中各元素作用

灰铸铁中各元素作用灰铸铁中各元素作用1、碳、硅碳、硅都是强烈地促进石墨化的元素，可用碳当量来说明他们对灰铸铁金相组织和力学性能的影响。

提高碳当量促使石墨片变粗、数量增加，强度硬度下降。

相反降低碳当量可减少石墨数量、细化石墨、增加初析奥氏体枝晶数量，从而提高灰铸铁的力学性能。

但是降低碳当量会导致铸造性能下降。

2、锰：锰本身是稳定碳化物、阻碍石墨化的元素，在灰铸铁中具有稳定和细化珠光体作用，在Mn=0．5％～1％范围内，增加锰量，有利于强度、硬度的提高。

3、磷：铸铁中含磷量超过0.02%，就有可能出现晶间磷共晶。

磷在奥氏体中的溶解度很小，铸铁凝固时，磷基本上都留在液体中。

共晶凝固接近完成时，共晶团之间剩余的液相成分接近三元共晶成（Fe-2%、C-7%、P）。

此液相约在955℃凝固。

铸铁凝固时，钼、铬、钨和钒都偏析于富磷的液相中，使磷共晶的量增多。

铸铁中含磷量高时，除磷共晶本身的有害作用外，还会使金属基体中所含的合金元素减少，从而减弱合金元素的作用。

磷共晶液体在凝固长大的共晶团周围呈糊状，凝固收缩很难得到补给，铸件出现缩松的倾向较大。

4、硫：降低铁液流动性，增加铸件热裂倾向，是铸件中的有害元素。

很多人认为硫含量越低越好，实则不然，当硫含量≤0．05％时，此种铸铁对我们使用的普通孕育剂来说不起作用，原因是孕育衰退的很快，常常在铸件中产生白口。

5、铜：铜是生产灰铸铁最常加入的合金元素，主要原因是由于铜熔点低（1083℃），易熔解，合金化效果好，铜的石墨化能力约为硅的1／5，因此能降低铸铁的白口倾向，同时铜也能降低奥氏体转变的临界温度，因此铜能促进珠光体的形成，增加珠光体的含量，同时能细化珠光体和强化珠光体及其中的铁素体，因而增加铸铁的硬度及强度。

但是并非铜量越高越好，铜的适宜加入量为0．2％～0．4％当大量地加铜时，同时又加入锡和铬的做法对切削性能是有害的，它会促使基体组织中产生大量的索氏体组织。

6、铬：铬的合金化效果是非常强烈的，主要是因为加铬使铁水白口倾向增大，铸件易收缩，产生废品。

灰铁铸造中锰的作用

灰铁铸造中锰的作用
1. 增加硬度和耐磨性：锰可以与铁形成高硬度的合金，使得灰铁的硬度和耐磨性得到显著提高。

2. 改善抗拉强度：锰在灰铁中可以形成球墨状铁素体或链状铁素体，在拉伸时能避免灰铁的脆裂断裂，从而提高铸件的抗拉强度和韧性。

3. 减少晶体缺陷：锰可以减少灰铁中的晶体缺陷，如夹杂物、气孔等，提高铸件的密度和强度。

4. 改善机加工性能：锰的加入可以使灰铁的切削性能变得更加易于机加工。

5. 保持稳定的性能：锰在多次冶金过程中，能够保持灰铁结构的稳定性，从而保证铸件性能的稳定。