钢中各元素在钢中的作用2018.1.17
常见合金元素在钢中的作用
常见合金元素在钢中的作用合金是由两种或两种以上的金属或非金属元素混合而成的材料,其中一个元素是主要成分,而其他元素被称为合金元素。
在钢中,常见的合金元素有碳、铬、镍、钼、锰、磷、硅等。
每种合金元素在钢中都有不同的作用,下面将详细介绍常见合金元素在钢中的作用。
1.碳(C):碳是钢中最重要的合金元素之一、通过调节碳含量,可以改变钢的硬度、强度和韧性。
低碳钢具有良好的可塑性和焊接性能,但硬度和强度较低;高碳钢硬度和强度较高,但可塑性较差。
合适的碳含量可以平衡钢的各种性能。
2.铬(Cr):铬可以增加钢的硬度、抗磨性和耐腐蚀性。
添加铬的合金钢被称为不锈钢,能够抵抗腐蚀和氧化。
铬还能够提高钢的淬透性,使得钢在淬火时的硬化效果更好。
3.镍(Ni):镍能够提高钢的强度和塑性,并且能够改善钢的耐磨性和耐腐蚀性。
镍还能够提高钢的抗软化和抗氢脆性能,使钢在高温和低温环境下保持其性能。
4.钼(Mo):钼可以提高钢的硬度、强度和韧性,特别对高温下的钢材有很好的效果。
钼还能够改善钢的热强度和抗氧化性,提高钢在高温环境下的稳定性。
5.锰(Mn):锰可以提高钢的硬度、强度和韧性,并且能够改善钢的可塑性和冷加工性能。
锰还能够抑制钢中的晶界腐蚀和热处理硬化,提高钢的耐磨性和耐腐蚀性。
6.磷(P):磷是一种常见的杂质元素,过高的磷含量会降低钢的韧性和塑性,同时还会降低钢的冷加工性能和焊接性能。
因此,在制造高强度低合金钢时,需要控制磷含量。
7.硅(Si):硅可以改善钢的抗氧化性能和耐腐蚀性,提高钢的热稳定性。
硅还能够提高钢的硬化效果和淬透性,使钢具有更好的耐磨性。
除了上述常见的合金元素外,钢中还可能含有其他合金元素如铜、铝、锡等。
这些合金元素的添加都是为了满足特定的使用要求,如提高钢的特殊性能,调整钢的组织和结构等。
总之,各种合金元素的添加可以通过改变钢的组织和性能来满足不同的使用要求。
钢的使用广泛,涵盖了建筑、机械、航空、汽车等多个领域,因此对合金元素的研究和应用具有重要的意义。
各种化学元素在钢中的作用
各种化学元素在钢中的作用钢是一种由铁和其他元素合金化而成的材料,其中添加的其他元素可用来改变钢的性质和特性。
不同的元素在钢中起到了不同的作用,下面就来逐一介绍一些常见的元素在钢中的作用。
1.碳(C):碳是钢中最常见的合金元素之一、它可以提高钢的硬度和强度,同时还可以提高钢的韧性和耐磨性。
碳含量越高,钢的硬度和强度就越高,但韧性会降低。
2.硅(Si):硅是钢中常见的合金元素之一、它可以提高钢的强度和硬度,并改善钢的耐热性能。
硅还可以降低钢的冷脆性和脆性。
3.锰(Mn):锰是一种常见的合金元素,在钢中添加锰可以提高钢的强度、硬度和耐磨性。
锰还可以提高钢的可塑性和韧性,并改善钢的冷加工性能。
4.磷(P):磷是一种常见的杂质元素,在钢中有害。
高磷含量会导致钢的脆性增加,尤其是在低温下。
因此,磷含量需要控制在较低的水平。
5.硫(S):硫是钢中的杂质元素之一,高硫含量会降低钢的韧性和冷加工性能。
因此,硫含量需要控制在较低的水平。
6.铬(Cr):铬是一种常见的合金元素,添加铬可以提高钢的耐腐蚀性能。
铬可以与氧气反应生成一层致密的氧化铬保护膜,防止钢与外界环境发生腐蚀。
7.镍(Ni):镍是一种常见的合金元素,添加镍可以提高钢的韧性和抗冷脆性能。
镍还可以提高钢的耐热性能和抗腐蚀性能。
8.钼(Mo):钼是一种常见的合金元素,添加钼可以提高钢的强度、硬度和耐热性能。
钼还可以提高钢的塑性和韧性,并改善钢的耐磨性能。
9.钒(V):钒是一种常见的合金元素,添加钒可以提高钢的强度和韧性,并改善钢的耐磨性能。
钒还可以提高钢的耐腐蚀性能和耐热性能。
10.硼(B):硼是一种常见的合金元素,添加硼可以提高钢的硬度和强度。
硼还可以提高钢的耐磨性能,并改善钢的切削性能。
总的来说,不同的元素在钢中的作用是多种多样的。
通过合理地添加和控制各种元素的含量,可以调整钢的性能和特性,使其适用于不同的应用领域。
各种合金元素在钢铁中的作用
各种合金元素在钢铁中的作用1.碳(C):碳是钢铁中最重要的合金元素之一、适当的碳含量可以增强钢铁的硬度和强度。
碳含量低于0.2%的钢称为低碳钢,适用于焊接和冷冲压加工;碳含量在0.2%到0.5%之间的钢称为中碳钢,具有适中的硬度和强度,适用于机械加工和热处理;碳含量大于0.5%的钢称为高碳钢,具有良好的硬度和耐磨性,适用于制作刀具和弹簧。
2.硅(Si):硅可以提高钢铁的热强度和耐腐蚀性,减少钢铁的热膨胀系数。
适当的硅含量可以提高钢铁的刚性和强度,并且有利于热处理。
3.锰(Mn):锰可以提高钢铁的韧性和强度。
锰的含量越高,钢的强度和硬度越高。
锰还可以提高钢的耐磨性和耐蚀性。
4.磷(P):在低碳钢中,磷可减少钢的韧性和冷加工性能。
在高碳钢中,磷可改善钢铁的切削性能。
因此,磷含量需要适度控制。
5.硫(S):硫可增加钢铁的切削性,但会降低钢铁的塑性和韧性。
因此,在高质量的钢铁制造中,硫含量需要控制在很低的水平。
6.铬(Cr):铬可以提高钢铁的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
铬还可以改善钢的高温强度和耐氧化性。
不锈钢中的铬含量一般在10%到30%之间。
7.镍(Ni):镍可以提高钢铁的韧性和耐腐蚀性。
镍还可以改善钢的高温强度和耐疲劳性。
镍含量在不锈钢中一般在8%到25%之间。
8.钼(Mo):钼可以提高钢铁的强度、硬度和抗热变形能力。
钼还可以改善钢的耐蚀性和耐高温性能。
钼含量在不锈钢中一般在1%到10%之间。
9.钛(Ti)、铌(Nb)、钒(V)等微量合金元素:这些元素通常用作钢铁的强化剂,可以提高钢铁的强度和韧性,同时改善钢铁的热处理性能。
综上所述,合金元素在钢铁中起到非常重要的作用。
通过合适的合金化处理,可以改善钢铁的力学性能、耐蚀性和热处理性能,使其满足不同应用领域的需求。
各种金属元素在钢中的作用
各种金属元素在钢中的作用1.铁(Fe):铁是钢的主要成分,赋予钢良好的强度和塑性。
纯铁本身并不适合作为结构材料,但与其他元素合金后可形成钢,使其具有更高的强度和耐用性。
2.碳(C):碳是钢中最重要的合金元素之一、适量的碳能提高钢的硬度和强度,增加其耐磨性和耐蚀性。
其中,碳含量在0.02%至2.1%之间的钢被广泛应用。
3.锰(Mn):锰能够提高钢的硬度和韧性,使钢更加耐磨和耐冲击。
锰还可以与硫、磷等杂质结合,形成易于熔化的夹杂物,从而提高钢的可塑性和加工性能。
4.硅(Si):硅在钢中作为脱氧剂,能够有效降低钢中的氧含量,从而减少气孔和夹杂物的形成。
硅对钢的强度和塑性影响有限,但有助于改善钢的耐腐蚀性能。
5.磷(P):磷的掺入可以提高钢的硬度和抗拉强度。
然而,高磷含量会降低钢的可塑性和韧性,并增加冷脆倾向。
因此,磷含量通常应控制在较低水平。
6.硫(S):硫主要存在于原材料中的钢中,并往往是不可避免的。
过高的硫含量会导致钢的脆化和冷脆倾向。
因此,控制硫含量对于保证钢的可锻性和韧性至关重要。
7.铬(Cr):铬是不锈钢中的主要合金元素之一,能够形成耐蚀的氧化层,提高钢的耐腐蚀性能。
铬还可以增加钢的硬度和强度,同时改善钢的高温强度和抗氧化性能。
8.镍(Ni):镍可以提高钢的韧性和可塑性,改善冷加工性能。
镍还能增加钢的耐腐蚀性能和高温强度,使钢具有更好的抗剪切、耐磨和耐腐蚀性能。
9.钼(Mo):钼能够提高钢的强度和韧性,特别是在高温下。
钼还能增加钢的耐腐蚀性能、抗磨性和切削性能,因此常用于制造高速钢和高温合金。
10.钛(Ti):钛能够提高钢的耐高温性能和抗腐蚀性能。
钛还能够与氮结合形成细小的碳化钛,提高钢的硬度和强度。
由于钛的昂贵和难处理性,其含量通常较低。
除了上述主要的金属元素外,钢中还可能含有其他元素,如铜、铝、氮等,它们也会对钢的性能产生影响。
这些元素的含量、相互作用和加工过程都将影响到钢的力学性能、耐蚀性能、可加工性等特性。
钢中化学元素的作用
各种化学成分在钢里分别有什么用?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1 5-20%。
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。
钢铁中的化学成分对钢材的作用
钢铁中的化学成分对钢材的作用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。
各化学元素对钢材的影响
各化学元素对钢材的影响钢材是一种广泛应用于建筑、制造和其他领域的重要材料。
化学元素可以通过添加或与钢材中的化学成分相互作用来改变钢材的性能和特性。
下面将详细介绍一些常见的化学元素对钢材性能的影响。
1.碳(C):碳是钢材中最重要的元素之一、含碳量的增加可以提高钢材的硬度和强度,但同时也会降低其可塑性和冲击韧性。
高碳钢具有较高的硬度和强度,适合用于制造刀具和弹簧等应用。
2.硅(Si):硅的添加可以提高钢材的抗腐蚀性和磁性。
硅还有助于钢材的脱氧作用,减少对氧气的敏感性。
硅含量较高的钢材常用于制造电力设备和变压器。
3.锰(Mn):锰的添加可以提高钢材的强度和韧性,并增加其耐磨性和耐蚀性。
锰含量较高的钢材常用于制造铁路轨道和重型机械设备。
4.硫(S)和磷(P):硫和磷是常见的非金属杂质元素,其含量对钢材性能有负面影响。
高硫和高磷含量会导致钢材变脆,降低其可塑性和韧性。
因此,在钢材生产过程中对硫和磷的含量进行控制非常重要。
5.铬(Cr):铬的添加可以提高钢材的耐腐蚀性和耐热性。
铬与钢中的碳形成的氧化物膜可以防止钢材与大气中的氧气接触,从而减少钢材的腐蚀。
高铬钢常用于制造不锈钢。
6.镍(Ni):镍的添加可以提高钢材的韧性和强度,同时也增加了钢材的耐腐蚀性。
镍含量较高的钢材常用于制造耐高温和耐腐蚀的材料,如合金钢和不锈钢。
7.钼(Mo):钼的添加可以提高钢材的强度和耐热性。
钼对钢材的影响类似于镍,但效果更加显著。
钼含量较高的钢材常用于制造高温设备和工具。
8.铝(Al):铝的添加可以改善钢材的氧化抗性和耐蚀性,并降低钢材的密度。
铝还可以提高钢材的强度和硬度,用于制造航空和汽车零件。
9.钛(Ti):钛的添加可以提高钢材的强度和耐腐蚀性。
钛含量较高的钢材常用于制造航空和化工设备。
10.硼(B):硼的添加可以提高钢材的硬度和强度,并改善其机械性能。
硼含量较高的钢材常用于制造切削工具和弹簧。
总之,化学元素对钢材性能的影响是多样且复杂的。
各种化学元素在钢中的作用
各种化学元素在钢中的作用钢是一种由铁、碳和其他合金元素组成的合金材料。
不同的化学元素可以通过合金技术添加到钢中,以改善其性能、增强其力学性能和耐腐蚀性能。
以下是一些常见的化学元素在钢中的作用。
1.碳(C):碳是钢中最重要的合金元素之一,它可以提高钢的硬度和强度。
添加适量的碳可以增强钢材的硬度,但过量的碳会使钢变脆。
碳浓度低于0.2%的钢称为低碳钢,而碳浓度高于0.5%的钢称为高碳钢。
2.硅(Si):硅可以提高钢的抗腐蚀性和耐热性能。
它还可以减少钢的热脆性,提高钢的塑性和可焊性。
3.锰(Mn):锰可以提高钢的强度和硬度。
它还可以改善钢的可塑性、耐热性和耐磨性。
锰还可以降低钢的热脆性,提高钢的焊接性能。
4.硫(S):硫是钢中的一种杂质元素,它容易形成硫化物。
过高的硫含量会降低钢的可塑性和韧性,使其更容易开裂。
因此,通常需要保持钢中的硫含量低于0.05%。
5.磷(P):磷是另一种钢中常见的杂质元素。
过高的磷含量会降低钢的韧性和韧性。
因此,钢中的磷含量通常需要控制在很低的水平。
6.铬(Cr):铬可以提高钢的耐腐蚀性能。
铬与钢中的氧气发生反应,形成一层致密的氧化铬膜,防止进一步的氧化和腐蚀。
二十世纪初使用铬合金的主要用途是防止钢的腐蚀。
7.镍(Ni):镍可以提高钢的强度、韧性和耐腐蚀性。
镍合金可以防止钢材的氧化和腐蚀,并使钢材更耐高温。
8.钼(Mo):钼可以提高钢的强度和硬度。
它还可以提高钢的耐高温性能和耐腐蚀性能。
钼合金被广泛用于制造高温和腐蚀性环境下的零件。
9.铌(Nb)、钛(Ti)、钒(V)等微量元素:这些元素可以用来细化钢的晶粒并提高钢的强度。
它们还可以改善钢的耐热性能和切削性能。
总之,钢中的化学元素可以通过调节合金配方的方式对钢的性能进行调控。
通过合理添加不同的化学元素,可以改善钢的硬度、强度、韧性、耐蚀性、耐高温性能和切削性能,以满足不同领域的需求。
各种化学元素在钢中的作用
各种化学元素在钢中的作用钢是一种非常重要的材料,它由碳和其他一些添加元素组成。
这些添加元素对钢的性能和特性有重要的影响,决定了钢的硬度、强度、塑性、耐蚀性等。
下面将介绍一些常见的化学元素在钢中的作用。
1.碳(C):碳是钢中最主要的添加元素之一,它对钢的硬度和强度起到关键作用。
当碳含量增加时,钢的硬度和强度也会增加,但其塑性和韧性会降低。
通常情况下,碳含量在0.2%至2.1%之间的钢属于碳钢。
超过这个范围的钢会变得脆化。
2.硅(Si):硅是一种常见的钢中添加元素。
它可以提高钢的强度和硬度,并提高抗腐蚀性能。
此外,硅还可以减少钢的收缩和氧化。
3.锰(Mn):锰主要用于提高钢的韧性、强度和耐磨性。
当锰含量在0.25%至1.5%之间时,钢的韧性和强度会显著提高。
锰还可以去除氧化铁和硫,并提高钢的可焊性。
4.磷(P):磷是一种常见的杂质元素,当磷含量超过钢中的标准限制时,会导致钢的脆性增加。
因此,在生产钢时需要控制磷含量。
5.硫(S):硫是另一种常见的杂质元素,当硫含量高于标准限制时,会降低钢的延展性、可塑性和冷加工性能。
因此,控制硫含量对于生产高质量的钢非常重要。
6.铬(Cr):铬是一种耐腐蚀的元素,通常用于不锈钢的制作中。
它可以提高钢的抗氧化能力,并提高钢的耐腐蚀性能。
7.镍(Ni):镍可以提高钢的强度和韧性,同时也提高了钢的耐腐蚀性。
镍主要用于制造高强度、高韧性和耐腐蚀的钢。
8.钼(Mo):钼被广泛用于合金钢中,可以提高钢的强度、硬度和耐腐蚀性。
钼还可以提高钢在高温下的性能,因此在制造高温工作条件下使用的钢中经常添加钼。
9.单质氮(N):氮主要用于制造高强度的钢。
氮可以通过固溶于钢中来增强钢的强度。
特别是在不锈钢制造中,氮的添加可以显著提高钢的抗腐蚀性能。
以上只是一些常见的化学元素在钢中的作用的简介,实际上,制造工程师和冶金师会根据具体的使用需求和所需的性能,精确调配合金组分来满足特定应用的要求。
不同的合金组分可以产生不同属性的钢,因此,研究和了解这些元素的作用对于优化钢的性能非常重要。
各种元素在钢铁中的作用
各种元素在钢铁中的作用钢是一种合金,主要由铁、碳和其他合金元素组成。
这些合金元素在钢中起着不同的作用,以下是一些常见的合金元素及其作用:1.碳(C):碳是钢中最重要的合金元素之一,它能够提高钢的硬度和强度。
高碳钢含碳量超过0.6%,通常用于制造刀具和机械零件。
中碳钢常用于制造车轴、齿轮等。
低碳钢含碳量少于0.3%,其韧性较好,常用于制造汽车结构部件等。
2.硅(Si):硅用于降低钢的液相温度和粘度,促进钢的液相区域扩大。
它还能提高钢的强度和耐磨性。
硅常用于制造电力设备、变压器等。
3.锰(Mn):锰能够提高钢的韧性和延展性,并抑制高温下的晶界腐蚀。
锰常用于制造桥梁、建筑结构等。
4.磷(P):磷用于提高低碳钢的强度和硬度,但过高的磷含量会降低钢的可焊性。
因此,磷含量应控制在一定范围内。
5.硫(S):硫能够提高钢的切削性能和机械加工性能。
但高硫含量的钢会降低钢的可焊性和韧性,同时还容易形成疏松铸态组织。
6.铬(Cr):铬是不锈钢的主要合金元素之一,它能够提高钢的耐蚀性和耐磨性。
铬还能提高钢的强度和硬度,常用于制造压力容器、船舶等。
7.镍(Ni):镍能够提高钢的韧性和抗冲击性能。
它还能提高钢的耐高温性能,因此常用于制造汽车发动机、航空发动机等。
8.钼(Mo):钼能够提高钢的硬度和强度,同时还能提高钢的耐腐蚀性能。
它常用于制造汽车结构部件、涡轮发动机等。
9.钒(V):钒能够提高钢的强度和硬度,同时还能提高钢的耐热性能。
钒主要用于制造高速切削工具、齿轮等。
总而言之,钢中各种合金元素的添加能够改善钢的机械性能、耐磨性、耐腐蚀性和热处理性能等。
通过适当调整合金元素的含量,可以生产出满足不同工程要求的各类钢材。
各化学元素对钢材的影响
各化学元素对钢材的影响钢材是一种重要的结构材料,用于建筑、制造、汽车等领域。
化学元素可以对钢材的性能产生不同的影响,包括强度、硬度、耐腐蚀性等。
下面将详细讨论各化学元素对钢材的影响。
1.碳(C):碳是钢材中最重要的元素之一,它对钢的强度和韧性有重要影响。
高碳钢具有较高的强度和硬度,但韧性较差。
低碳钢具有较好的可塑性和韧性,但强度较低。
适度的碳含量可以使钢材获得最佳的强度和韧性平衡。
2.硅(Si):硅可以提高钢材的硬度和抗腐蚀性。
在不锈钢制备过程中,硅可以帮助形成氧化铬层,从而提高钢材的耐腐蚀性能。
同时,硅还可以降低钢铁的磁性。
3.锰(Mn):锰可提高钢材的强度和硬度,并改善钢材的韧性。
锰和碳一起形成的碳化锰有助于提高钢的硬度和均匀性。
4.磷(P)和硫(S):磷和硫是常见的杂质元素,在通常情况下不利于钢材的性能。
磷会导致钢材脆性增加,而硫则会降低钢材的韧性。
因此,在钢材制备过程中,通常需要控制磷和硫的含量。
5.铬(Cr):铬是不锈钢中的重要合金元素,可以提高钢材的耐腐蚀性和抗氧化性。
铬与氧反应形成的氧化铬层可以防止钢材进一步氧化和腐蚀。
6.镍(Ni):镍可以提高不锈钢的抗腐蚀性和强度。
镍与铬一起形成的不锈钢可以在氧化环境下维持其表面亮度和防腐蚀能力。
7.钼(Mo):钼可以改变钢材的显微组织,提高钢材的强度和硬度,提高对热和机械应力的抵抗能力。
钼还可以增加钢材的耐蚀性,提高其在恶劣环境条件下的使用寿命。
8.钛(Ti):钛可以增加钢材的强度和硬度,并提高抗腐蚀性能。
通过与碳一起反应,钛可以形成碳化钛,改善钢材的耐磨性。
综上所述,化学元素对钢材的影响非常重要。
不同元素的含量可以调节钢材的强度、硬度、可塑性和抗腐蚀性能。
因此,在钢材制备和合金设计过程中,必须仔细控制化学元素的含量,以获得最佳性能的钢材。
常见元素在钢中的作用
钢铁中所含元素在钢铁应用的作用2008-11-12 15:201、磷(P):使钢产生冷脆和降低钢的冲击韧性;但可改善钢的切削性能。
2、硅(Si):能增加钢的强度、弹性、耐热、耐酸性及电阻系数等。
冶炼中的脱氧剂能增加钢的过热和脱碳敏感性。
3、锰(Mm):能提高钢的强度和硬度及耐磨性。
冶炼时的脱氧剂和脱硫剂。
4、铬(Cr):能增加钢的机械性能和耐磨性,可增大钢的淬火度和淬火后的变形能力。
同时又可增加钢的硬度、弹性、抗磁力和抗强力,增加钢的耐蚀性和耐热性等。
5、镍(Ni):可以提高钢的强度、韧性、耐热性、防腐性、抗酸性、导磁性等。
增加钢的淬透性及硬度。
6、钒(V):可赋于钢的一些特殊机械性能:如提高抗张强度和屈服点,明显提高钢的高温强度。
7、钛(Ti):可防止和减少钢中气泡的产生,提高钢的硬度、细化晶粒、降低钢的时效敏感性、冷脆性和腐蚀性。
8、铜(Cu):一般如P、S一样是残留有害元素。
Cu的存在会降低钢的机械性能,破坏钢的焊接性能,会使钢在锻轧等加工时产生热脆性。
钢中加入一定量的Cu,可提高钢的退火硬度,降低成本。
若含Cu 0.15~0.25%时,可使钢的耐大气腐蚀的性能。
9、铝(Al):(1)低碳结构钢中 0.5~1%的Al有助于增加钢的硬度和强度;(2)铬钼钢和铬钢中含Al可增加其耐磨性;(3)高碳工具钢中Al的存在可使产生淬火脆性。
10、钨(W):可提高钢的蠕变强度,又是钢中碳化物的强促进剂,每1%的W可提高钢的抗张强度和屈服点4×9.8N/cm²,并使其具有回火稳定性和高温强度。
11、钼(Mo):可增加钢的强度又不致降低钢的可塑性和韧性,同时又能使钢在高温下具有足够的强度,能改善钢的冷脆性和耐磨性等。
12、钴(Co):可以提高和改善钢的高温性能,增加其红硬性,提高钢的抗氧化性和耐蚀性能等。
13、铌(Nb):可使钢的晶粒细化,降低钢的过热敏感性及回火脆性;改善钢的焊接性能,提高耐热钢的强度和抗蚀性等。
钢中各合金元素的作用
钢中各合金元素的作用钢是一种重要的材料,它由铁和其他合金元素组成。
这些合金元素在钢中的含量和性质都会对钢的性能产生重要影响。
以下是一些常见的合金元素及其在钢中的作用:1.碳(C):碳是钢中最重要的合金元素之一,它可以改变钢的硬度和强度。
高碳钢具有更高的硬度和强度,适用于制造切削工具和机械零件。
低碳钢则具有较高的可塑性和韧性,适用于焊接和冷加工。
2.硅(Si):硅是一种强氧化剂,可以提高钢的冷脆性。
在不锈钢中,硅的加入可提高耐酸性和耐蚀性。
3.锰(Mn):锰是一种去氧剂,可以减少钢中的气泡和夹杂物,提高钢的韧性。
同时,锰还可以提高钢的硬度和强度。
4.磷(P):磷是一种强氧化剂,可以降低钢的塑性和韧性。
因此,在制造高强度钢时,应控制磷含量。
5.硫(S):硫是一种容易挥发的元素,过多的硫会导致钢的冷脆性和碳化物相的形成,降低钢的强度和韧性。
因此,硫的含量需要控制在低水平。
6.铬(Cr):铬是一种重要的合金元素,可以增加钢的耐腐蚀性和耐磨性。
在不锈钢中,一般含有10-20%的铬。
7.镍(Ni):镍可以提高钢的韧性和冷脆性。
镍还可以提高钢的耐高温性能,适用于制造高温合金钢。
8.钼(Mo):钼可以提高钢的强度和韧性,同时提高钢的耐腐蚀性和耐高温性能。
因此,钼常用于制造高强度合金钢和耐蚀合金钢。
9.钛(Ti):钛可以提高钢的强度、硬度和耐磨性。
钛还可以阻碍钢中晶界的形成,提高钢的耐高温性能。
10.铌(Nb):铌具有强固溶强化效应,可以提高钢的强度和耐热性能。
铌还可以细化钢的晶粒,提高钢的韧性。
11.钒(V):钒可以提高钢的强度和硬度,同时提高钢的耐磨性和耐腐蚀性。
12.铝(Al):铝可以精细化钢的晶粒,提高钢的强度、韧性和耐冲击性。
铝还可以防止钢的氧化。
合金元素的作用在于改变钢的组织结构和性能,使钢具有不同的特性。
根据不同的应用需求,合适的合金元素可以被选择和添加到钢中,以满足具体的功能要求。
从改善钢的硬度、强度、韧性、耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等方面考虑,钢中的合金元素起到了关键的作用。
不锈钢中各元素的作用
不锈钢中各元素的作用不锈钢是一种合金材料,由铁、铬、镍等多种元素组成。
不锈钢具有耐腐蚀、高强度、耐高温等特点,被广泛应用于建筑、化工、食品加工、医疗器械等领域。
不同元素在不锈钢中起到不同的作用,下面是各元素的说明:1.铁(Fe):铁是不锈钢的主要组成元素,能够给不锈钢提供较高的强度和硬度。
铁具有良好的可塑性和韧性,可以通过热处理来改变不锈钢的力学性能。
2.铬(Cr):铬是不锈钢中最重要的合金元素之一,能够赋予不锈钢良好的耐腐蚀性。
当不锈钢中的铬含量达到一定比例时,铬与氧气结合形成一层均匀致密的氧化铬膜,能够阻止氧气进一步渗透,从而起到防腐蚀的作用。
3.镍(Ni):镍是不锈钢中的合金元素之一,常用于提高不锈钢的耐腐蚀性和强度。
镍能够与铁发生固溶,稳定不锈钢的晶格结构,从而提高其抗腐蚀性能,镍还能够提高不锈钢的塑性和可焊性。
4.锰(Mn):锰是不锈钢中的合金元素之一,具有抑制氧化物和杂质的作用。
锰的添加可以提高不锈钢的韧性和可塑性,从而增加其加工性能。
5.钼(Mo):钼是不锈钢中的合金元素之一,能够显著提高不锈钢的抗腐蚀性。
钼与铁形成稳定的化合物和固溶体,能够有效抑制腐蚀介质的侵蚀,尤其对于耐蚀介质如硫酸和盐酸等有良好的防护作用。
6.碳(C):碳是不锈钢的重要合金元素,能够提高不锈钢的强度和硬度。
碳与铁形成固溶体,可以通过控制碳的含量来控制不锈钢的硬度。
碳的添加还可以提高不锈钢的可焊性和热处理性能。
7.钛(Ti):钛是一种强碱性非金属元素,能够显著提高不锈钢的强度和硬度。
钛与铁形成固溶体,可以稳定晶格结构,增加不锈钢的强度和耐腐蚀性。
总之,不同元素在不锈钢中具有不同的作用,通过合理地控制元素的含量和配比,可以调控不锈钢的力学性能、耐腐蚀性能和加工性能,满足不同场合对不锈钢的要求。
各元素在钢铁中的作用
各元素在钢铁中的作用钢铁是一种重要的建筑和工程材料,由铁和少量碳以及其他元素组成。
这些元素的添加可以改善钢铁的性能,使其适应不同的应用领域。
以下是各元素在钢铁中的作用:1. 碳(Carbon):碳是钢铁中最常见的合金元素,其添加可以增加钢铁的硬度和强度。
具体来说,碳在钢铁中形成了碳化铁颗粒,这些颗粒使钢铁更加坚硬。
同时,适量的碳还可以提高钢铁的可加工性和耐磨性。
2. 硅(Silicon):硅的添加可以改善钢铁的耐磨性、耐蚀性和热稳定性。
硅还可以降低钢铁的磁性,使其成为非磁性材料。
硅还可以促进钢铁中的纯净化过程,去除杂质并提高钢铁的质量。
3. 锰(Manganese):锰的添加可以提高钢铁的硬度、强度、韧性和耐磨性。
锰还可以有效地抑制钢铁中的气体和杂质形成,并提高钢的挠曲强度和抗疲劳能力。
4. 磷(Phosphorus):磷是钢铁中最常见的杂质之一,但适量的磷可以提高钢铁的硬度和强度。
然而,过量的磷会导致脆性,并降低钢铁的延展性。
因此,通常需要控制磷含量。
5. 硫(Sulfur):硫是钢铁中另一个常见的杂质元素。
适量的硫可以提高钢铁的易切削性和加工性。
然而,过量的硫会降低钢铁的韧性和延展性,并导致热处理过程中的裂纹和剪切断裂。
6. 钼(Molybdenum):钼的添加可以提高钢铁的硬度、强度和耐腐蚀性。
钼还可以增加钢铁的耐高温性能,使其在高温下仍保持良好的强度和韧性。
7. 铬(Chromium):铬的添加可以提高钢铁的硬度、强度和耐腐蚀性。
铬还可以形成一种稳定的氧化层,保护钢铁不被氧化,从而提高其抗氧化能力。
8. 镍(Nickel):镍的添加可以提高钢铁的韧性和抗腐蚀性能。
镍还可以改善钢铁的可塑性和加工性,并提高钢铁在高温下的性能。
9. 钒(Vanadium):钒的添加可以提高钢铁的硬度、强度和耐磨性。
钒还可以改善钢铁的耐热性和热处理特性。
10. 钛(Titanium):钛的添加可以提高钢铁的硬度、强度和耐腐蚀性。
各种元素在钢铁中的作用
钢铁是铁与C(碳)、Si(硅)、Mn(锰)、P(磷)、S(硫)以及少量的其他元素所组成的合金。
其中除Fe(铁)外,C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用,故统称为铁碳合金。
它是工程技术中最重要、用量最大的金属材料。
各种元素在钢铁中有什么作用碳(Carbon)存在于所有的钢材,是最重要的硬化元素。
有助于增加钢材的强度,我们通常希望刀具级别的钢材拥有0.6%以上的碳,也成为高碳钢。
铬(Chromium)增加耐磨损性,硬度,最重要的是耐腐蚀性,拥有13%以上的认为是不锈钢。
尽管这么叫,如果保养不当,所有钢材都会生锈锰(Manganese)重要的元素,有助于生成纹理结构,增加坚固性,和强度、及耐磨损性。
在热处理和卷压过程中使钢材内部脱氧,出现在大多数的刀剪用钢材中,除了A-2,L-6和CPM 420V。
钼(Molybdenum)碳化作用剂,防止钢材变脆,在高温时保持钢材的强度,出现在很多钢材中,空气硬化钢(例如A-2,A TS-34)总是包含1%或者更多的钼,这样它们才能在空气中变硬。
镍(Nickle)保持强度、抗腐蚀性、和韧性。
出现在L-6\AUS-6和AUS-8中。
硅(Silicon)有助于增强强度。
和锰一样,硅在钢的生产过程中用于保持钢材的强度。
钨(Tungsten)增强抗磨损性。
将钨和适当比例的铬或锰混合用于制造高速钢。
在高速钢M-2中就含有大量的钨。
钒(V anadium)增强抗磨损能力和延展性。
一种钒的碳化物用于制造条纹钢。
在许多种钢材中都含有钒,其中M-2,V ascowear,CPM T440V和420V A含有大量的钒。
而BG-42与A TS-34最大的不同就是前者含有钒按钢的用途分类一、结构钢(1)建筑及工程用结构钢简称建造用钢,它是指用于建筑、桥梁、船舶、锅炉或其他工程上制作金属结构件的钢。
(2)机械制造用结构钢--是指用于制造机械设备上结构零件的钢。
这类钢基本上都是优质钢或高级优质钢,主要有优质碳素结构钢、合金结构钢、易切结构钢、弹簧钢、滚动轴承钢等根据含碳量和用途的不同﹐这类钢大致又分为三类﹕1. 小于0.25%C为低碳钢﹐其中尤以含碳低于0.10%的08F﹐08Al等﹐由于具有很好的深冲性和焊接性而被广泛地用作深冲件如汽车﹑制罐……等﹐20G则是制造普通锅炉的主要材料﹐此外﹐低碳钢也广泛地作为渗碳钢﹐用于机械制造业﹐2. 0.25~0.60%C为中碳钢﹐多在调质状态下使用﹐制作机械制造工业的零件。
钢中各种化学成分的作用
钢中各种化学成分的作用1、磷(P):使钢产生冷脆和降低钢的冲击韧性;但可改善钢的切削性能。
2、硅(Si):能增加钢的强度、弹性、耐热、耐酸性及电阻系数等。
冶炼中的脱氧剂能增加钢的过热和脱碳敏感性。
3、锰(Mn):能提高钢的强度和硬度及耐磨性。
冶炼时的脱氧剂和脱硫剂。
4、铬(Cr):能增加钢的机械性能和耐磨性,可增大钢的淬火度和淬火后的变形能力。
同时又可增加钢的硬度、弹性、抗磁力和抗强力,增加钢的耐蚀性和耐热性等。
5、镍(Ni):可以提高钢的强度、韧性、耐热性、防腐性、抗酸性、导磁性等。
增加钢的淬透性及硬度。
6、钒(V):可赋于钢的一些特殊机械性能:如提高抗张强度和屈服点,明显提高钢的高温强度。
7、钛(Ti):可防止和减少钢中气泡的产生,提高钢的硬度、细化晶粒、降低钢的时效敏感性、冷脆性和腐蚀性。
8、铜(Cu):一般如P、S一样是残留有害元素。
Cu的存在会降低钢的机械性能,破坏钢的焊接性能,会使钢在锻轧等加工时产生热脆性。
钢中加入一定量的Cu,可提高钢的退火硬度,降低成本。
若含Cu 0.15~0.25%时,可使钢的耐大气腐蚀的性能。
9、铝(Al):(1)低碳结构钢中0.5~1%的Al有助于增加钢的硬度和强度; (2)铬钼钢和铬钢中含Al可增加其耐磨性; (3)高碳工具钢中Al的存在可使产生淬火脆性。
10、钨(W):可提高钢的蠕变强度,又是钢中碳化物的强促进剂,每1%的W可提高钢的抗张强度和屈服点4×9.8N/cm²,并使其具有回火稳定性和高温强度。
11、钼(Mo):可增加钢的强度又不致降低钢的可塑性和韧性,同时又能使钢在高温下具有足够的强度,能改善钢的冷脆性和耐磨性等。
12、钴(Co):可以提高和改善钢的高温性能,增加其红硬性,提高钢的抗氧化性和耐蚀性能等。
13、铌(Nb):可使钢的晶粒细化,降低钢的过热敏感性及回火脆性;改善钢的焊接性能,提高耐热钢的强度和抗蚀性等。
14、钽(Ta):提高钢的质量及机械性能,提高合金的熔点、高温强度、碳化物及γ相的稳定性。
各种化学元素在钢里面的作用
各种化学成分在钢里分别有什么用?来源:刘南的日志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1 5-20%。
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。
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钢中各元素在钢中的作用
李祥才
1、碳
碳是对钢的强度贡献最大的元素。
碳溶解在钢中形成间隙固溶体,起固溶强化的作用,另外它与强碳化物形成元素如V、Nb、Ti形成碳化物析出时,起到沉淀强化作用。
碳对钢的强度、硬度、塑性、韧性、脱碳倾向和显微组织都有很大影响,其影响往往超过其他合金元素,并且淬火加热时溶入奥氏体的碳能够提高钢的淬透性,但是碳含量增加时会使钢的塑性、韧性明显变差,增加钢的脱碳倾向,其影响往往超过其他合金元素,因此钢中的碳含量不宜太多。
2、硅
硅具有明显的固溶强化作用,它不形成碳化物,基本上以固溶状态存在于钢中,在常用合金元素中,硅的固溶强化作用最强。
硅能改变回火时析出碳化物的数量、尺寸和形态,提高钢的回火稳定性及间接的促进沉淀强化的作用。
并且硅还能显著提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比,故广泛用于作弹簧钢。
但硅含量较高时会明显增加钢的脱碳倾向。
3、锰
锰是提高淬透性最有效的合金元素,它溶入铁素体中有固溶强化作用,同时能够改善钢的热处理性能,细化珠光体晶粒,提高钢的强度和硬度。
对弹簧钢而言,锰含量只有大于0.5%时,才有可能
使淬火时弹簧钢心部完全转变为马氏体,但当锰含量超过1.5%时,韧性会明显下降,因此Mn在钢中含量不宜太高。
4、铬
铬是强碳化物形成元素,Cr作为合金元素加入,可降低钢中碳的活度,改善钢的抗氧化作用,增加钢的抗腐蚀能力,提高钢的强度,显著提高钢的淬透性。
Cr与C有较强的亲和力,含Cr1%左右时,钢中渗碳体以(Fe,Cr)3为主。
Cr元素最突出的优点是能够提高钢中碳扩散的激活能,减少钢的脱碳倾向和晶粒粗化倾向。
锰、铬两种元素的主要作用是提高钢的淬透性,特别是两者共用时淬透性效果更好,典型的钢种如弹簧钢SUP9和SUP9A,Mn、Cr共用,可显著提高该类钢的淬透性。
5、钼
钼能使钢的晶粒细化,提高淬透性和热强性能,在高温时可保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力,发生变形,称蠕变)。
钢中加入钼,能提高机械性能,还可以抑制合金钢由于回火而引起的脆性。
典型的钢种如35CrMo(H)、42CrMo(H)以及
52CrMoV4等。
6、钒
钒是强碳氮化物形成元素,与C、N元素有很强的亲和力,当它们生成细小弥散的VC、VN时可产生强烈的沉淀强化效果,并能细化晶粒,提高钢的硬度、强度,特别是屈强比。
但是只有溶入奥氏体中的钒才能够强烈提高钢的淬透性,不能溶入奥氏体的V(如V与C、
N结合易形成VC、VN细小颗粒,容易作为相变晶核)反而降低钢的淬透性。
V作为一种微合金化元素,通常情况下是利用细小钒碳氮化合物在冷却或回火过程中的析出强化作用,以及碳氮化钒对晶粒的细化作用来提高微合金钢的强度和韧性,但不是提高了钢的淬透性。
研究发现,钢中存在少量的固溶V即可显著提高钢的淬透性,因此在加热奥氏体化后,奥氏体中只要存在少量的固溶V,即使在慢冷速条件下,也可以获得优异的力学性能。
TiN、AlN、NbN及VN中合金元素与N元素的理想化学配比值分别为3.42、1.93、6.63和4.24,Al在固氮中起到主导作用,其次是Ti,再其次是V,再次是Nb。
钢中与N结合的Al为酸溶Al,根据AlN中两种元素的理想化学配比,并考虑其他元素对Al的消耗反应,如果钢中酸溶Al含量与N含量的比值满足≥3:1,可以保证生成AlN,阻止VN的生成,使更多的V元素固溶于奥氏体中,那么V元素对于钢淬透性的提高作用将会被充分发挥出来,这对于弹簧钢如50CrVA、52CrMoV4等含V钢并且要求淬透性的钢非常重要,虽然加Ti也可以固氮,提高含V钢淬透性,但高温形成的粗大TiN会对钢的疲劳性能及低温冲击性能产生不利影响,如果有对疲劳性能和低温冲击性能要求的钢,固氮尽量不要使用Ti固氮,而使用Al来固氮。
7、钛
钛也是强碳氮化物形成元素,与C、N元素有很强的亲和力,当它们生成细小弥散的TiC、TiN时可产生强烈的沉淀强化效果,并能细化晶粒,提高钢的硬度、强度。
钛在钢中一般含量在0.15%以下,
常与Cr、Mn、B钢等配合使用,如高锰钢40Mn2、38Mn2V、Q345B等,含硼钢40CrB、35MnB等,钢中往往加入一定量的Ti。
对含B钢的研究表明,钢中的Ti和Al可以有效固定钢中的N,可以保证B有效固溶于奥氏体中,B化学性质也极为活泼,和N也有很强的亲和力,由于钢中的Ti和Al可以有效固定钢中的N,可以保证B有效固溶于奥氏体中,这说明Ti、Al和N的亲和力大于B和N的亲和力,在含B钢中,常加入Ti来固氮,来保证有效B,以提高钢的淬透性,通常情况下Ti/N 比一般不小于4。
但值得指出的是高温形成的粗大TiN会对钢的疲劳性能及低温冲击性能产生不利影响,如果有的钢要求有高的疲劳性能,则尽量避免加Ti,如GCr15轴承钢,钢中的Ti含量则越低越好,这种情况下往往加Al来固氮;对高锰钢40Mn2、38Mn2V、Q345B等钢种来说,钢中加入一定的Ti,除细化晶粒外,还可改善连铸坯表面质量,降低铸坯表面裂纹产生的几率,但加Ti会对某些要求低温冲击性能的钢产生不利影响,如Q345E,Q460D等钢种,这种情况下最好用Al来固氮,或者Ti和Al共同使用,尽量降低Ti的不良影响。
8、硼
B元素在钢中含量极微(不大于50ppm),其主要作用是增加钢的淬透性,其影响效果比Cr、Mn和其它合金元素的作用大的多,应用微量的B可节约大量合金元素。
但B化学性质极为活泼,和N、O有很强的亲和力,和C也能形成B4C。
注意的是:只有以固溶状态存在的B 才对钢的淬透性产生有益影响,而以化合物存在的B对钢的淬透性没有影响。
钢中的Ti和Al可以有效固定钢中的N,可以保证B有效固溶
于奥氏体中,Ti/N比一般不小于4或Al/N比不小于3,或者二者混合使用,但值得指出的是高温形成的粗大TiN会对钢的疲劳性能及低温冲击性能产生不利影响,如果对疲劳性能及低温冲击性能要求高的钢,最好加Al来固氮,或者Ti和Al共同使用,尽量降低Ti的不良影响。
9、铝
铝在钢中一般用作炼钢脱氧、定氮剂,并且细化晶粒。
铝在钢中作为合金元素主要应用在渗氮钢中(如38CrMoAl专用渗氮钢)。
Al 对氮具有极大的亲和力,容易生成AlN,细化晶粒。
研究表明,TiN、AlN、NbN及VN中合金元素与N元素的理想化学配比值分别为3.42、1.93、6.63和4.24,说明Al在固氮中起到主导作用,其次是Ti,再其次是V,再次是Nb。
钢中与N结合的Al为酸溶Al,根据AlN中两种元素的理想化学配比,并考虑其他元素对Al的消耗反应,如果钢中酸溶Al含量与N含量的比值满足≥3:1,可以保证生成AlN,阻止VN的生成,可使更多的V元素固溶于奥氏体中,那么V元素对于钢淬透性的提高作用将会被发挥出来,这对于弹簧钢如50CrVA、
52CrMoV4等含V要求淬透性的钢非常重要,虽然加Ti也可以固氮,提高含V钢淬透性,但高温形成的粗大TiN会对钢的疲劳性能及低温冲击性能产生不利影响,如果有对疲劳性能和低温冲击性能要求的钢,固氮尽量不要使用Ti固氮,而使用Al来固氮,如上述弹簧钢
50CrVA、52CrMoV4等。
10、磷
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%,优质钢要求小于0.030%,高级优质钢和特级优质钢要求小于0.020%。
但一些钢种反而要求加入0.07-0.15%的P,如耐候钢Q295GNH、Q355GNH等,P的加入可以增加该钢种耐大气腐蚀能力。
11、硫
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0.030%,高级优质钢要求小于0.020%,特级优质钢要求小于
0.010%。
有些钢加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,这种钢通常称易切削钢。
有些钢加入0.035-0.075%的硫,同样是为改善切削加工性,这种钢多为非调钢。
还有些钢加入0.015-0.035%的硫,也是为改善切削加工性,这种钢多为保淬透性钢(如齿轮钢)。
还有些钢是客户要求加入0.010-0.025%的硫,如供拓山重工的
35MnBH-2以及供无锡红南山的20Mn2,也是改善钢的切削加工性能,减少切削刀具磨损,提高刀具寿命。