各种元素对钢材性能的影响

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钢材中各元素对性能性的影响

钢材中各元素对性能性的影响

钢材中各元素对性能性的影响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。

钢材中各元素对性能性的影响

钢材中各元素对性能性的影响

钢材中各元素对性能性的影响钢材是一种合金材料,由铁和碳以及其他一些合金元素组成。

这些合金元素对钢材的性能有着重要的影响。

以下是一些常见合金元素及其对钢材性能的影响:1.碳(C):碳是钢中最重要的合金元素之一、它可以增加钢的硬度和强度,提高钢的耐磨性和耐蚀性。

高碳钢通常用于制造刀具和弹簧,而低碳钢用于制造汽车零部件和钢材结构。

2.锰(Mn):锰可以增加钢的硬度和强度,并提高钢的韧性。

锰也有助于钢的抗变形和耐疲劳性能。

锰的含量通常在0.3%-1.65%之间。

3.硅(Si):硅可以提高钢的强度和硬度。

在不锈钢中,硅还有助于提高耐高温和耐腐蚀性能。

硅的含量通常在0.15%-0.5%之间。

4.磷(P)和硫(S):磷和硫是常见的杂质元素,它们会降低钢的韧性和塑性,使钢易于出现脆性断裂。

因此,在高品质钢材中通常限制其含量,并采取措施去除或减少这些元素。

5.铬(Cr):铬可以提高钢的抗腐蚀性能,特别是在高温和潮湿环境中。

在不锈钢中,铬的含量通常在10%-30%之间。

6.镍(Ni):镍可以提高钢的强度和韧性,并改善钢的耐腐蚀性能。

镍的含量通常在8%-25%之间。

7.钼(Mo):钼可以提高钢的硬度和强度,特别是在高温下。

钼还能提高钢的耐腐蚀性能和抗变形能力。

钼的含量通常在0.2%-5%之间。

8.钛(Ti):钛可以细化钢的晶粒结构,提高韧性和强度。

钛还能和氮形成氮化钛,进一步提高钢的硬度和耐磨性。

9.铌(Nb):铌可以改善钢的韧性和抗变形能力。

铌还能形成碳化铌,进一步提高钢的硬度和耐磨性。

10.钒(V):钒可以提高钢的硬度和强度,特别是在高温下。

钒还能提高钢的耐磨性和耐腐蚀性能。

钒的含量通常在0.1%-0.5%之间。

除了以上列举的合金元素外,还有其他一些合金元素,如铜(Cu),铝(Al),氮(N)等,它们也可以影响钢材的性能,但作用相对较小。

总之,合金元素的含量和种类对钢材的性能有着重要的影响。

钢铁生产厂商根据钢材的具体用途和要求,通过调整合金元素的含量和比例,来获得所需的钢材性能。

各化学元素对钢材的影响

各化学元素对钢材的影响

各化学元素对钢材的影响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。

各种金属元素在钢中的作用

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。

各种化学元素对钢材性能的影响

各种化学元素对钢材性能的影响

各种化学元素对钢材性能的影响展开全文①碳(C)碳是仅次于铁的主要元素,它直接影响钢材的强度、塑性、韧性和焊接性能等。

当钢中含碳量在0.8%以下时,随着含碳量的增加,钢材的强度和硬度提高,而塑性和韧性降低;但当含碳量在1.0%以上时,随着含碳量的增加,钢材的强度反而下降。

随着含碳量的增加,钢材的焊接性能变差(含碳量大于0.3%的钢材,可焊性显著下降),冷脆性和时效敏感性增大,耐大气锈蚀性下降。

②硅(Si)硅是一种脱氧剂,其脱氧作用比锰强,是钢中的有益元素。

硅含量较低时,能提高钢材的强度,而对塑性和韧性无明显影响,但是当硅含量超过0.8%~1.0%时,则塑性下降,特别是冲击韧性显著降低。

含硅量在1%~4%的低碳钢,具有极高的导磁性能,常用于电器工业和矽钢片。

但随着硅含量的增加,会降低钢的焊接性能。

③锰(Mn)锰是作为脱氧除硫的元素加入钢中的,是钢中的有益元素。

锰具有很强的脱氧去硫能力,它可以和硫结合形成MnS,从而在相当大程度上消除硫的有害影响,显著改善钢材的热加工性能。

同时,锰对碳素钢的力学性能有良好影响,它能提高钢材的硬度、强度和耐磨性。

锰含量小于0.8%,能在保持(或只略降)原有的塑性及冲击韧性的条件下,大幅度提高碳素钢的屈服极限及强度极限。

锰对钢的焊接性能也有影响。

在含锰量很低时,锰主要起消除热脆性的作用,此时锰对焊接性能的影响,特别是在硫含量略高时,是有益的;但在含锰量远远超过消除热脆性所必需的含量时,多余的锰会显著增加奥氏体的过冷能力,这时锰主要起增加冷裂纹形成的作用,会使得钢的焊接性能变差。

④磷(P)磷是钢中难去除的有害杂质,会引起钢的冷脆性增加并损坏钢的焊接性能。

造成“冷脆”的原因是磷会形成硬脆化合物Fe2P。

另外磷能提高切削性能和抗蚀性,故在易切削或耐候钢中可适当增加磷含量。

⑤硫(S)硫主要来自炼钢原料,炼钢时难以除尽。

硫在钢中是以硫化物夹杂形式存在,对钢的塑性、韧性、焊接性能、厚度方向性能、疲劳性能和耐腐蚀性都有不利影响。

各种元素对钢材性能的影响

各种元素对钢材性能的影响

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。

各种元素对钢材性能的影响

各种元素对钢材性能的影响

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。

各种元素对钢材性能的影响

各种元素对钢材性能的影响

之答禄夫天创作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%超越时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超越0.20%.碳量高还会降低钢的耐年夜气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;另外,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.如果钢中含硅量超越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”,较一般钢量的钢不单有足够的韧性,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.使钢发生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在铸造和轧制时造成裂纹.硫对焊接性能也晦气,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.7、镍(Ni):镍能提高钢的强度,而又坚持良好的塑性和韧性.镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力,在高温下有防锈和耐热能力.但由于镍是较稀缺的资源,故应尽量采纳其他合金元素代用镍铬钢.8、钼(Mo):钼能使钢的晶粒细化,提高淬透性和热强性能,在高温时坚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).结构钢中加入钼,能提高机械性能.还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性.在工具钢中可提高红性.9、钛(Ti):钛是钢中强脱氧剂.它能使钢的内部组织致密,细化晶粒力;降低时效敏感性和冷脆性.改善焊接性能.在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛,可防止晶间腐蚀.10、钒(V):钒是钢的优良脱氧剂.钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒,提高强度和韧性.钒与碳形成的碳化物,在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力.11、钨(W):钨熔点高,比重年夜,是贵生的合金元素.钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性.在工具钢加钨,可显著提高红硬性和热强性,作切削工具及锻模具用.12、铌(Nb):铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性,提高强度,但塑性和韧性有所下降.在普通低合金钢中加铌,可提高抗年夜气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力.铌可改善焊接性能.在奥氏体不锈钢中加铌,可防止晶间腐蚀现象.13、钴(Co):钴是稀有的贵重金属,多用于特殊钢和合金中,如热强钢和磁性资料.14、铜(Cu):武钢用年夜冶矿石所炼的钢,往往含有铜.铜能提高强度和韧性,特别是年夜气腐蚀性能.缺点是在热加工时容易发生热脆,铜含量超越0.5%塑性显著降低.当铜含量小于0.50%对焊接性无影响.15、铝(Al):铝是钢中经常使用的脱氧剂.钢中加入少量的铝,可细化晶粒,提高冲击韧性,如作深冲薄板的08Al钢.铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能,铝与铬、硅合用,可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力.铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能.16、硼(B):钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能,提高强度.17、氮(N):氮能提高钢的强度,高温韧性和焊接性,增加时效敏感性.18、稀土(Xt):稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素.这些元素都是金属,但他们的氧化物很象“土”,所以习惯上称稀土.钢中加入稀土,可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质,从而改善了钢的各种性能,如韧性、焊接性,冷加工性能.在犁铧钢中加入稀土,可提高耐磨性.钢材的质量及性能是根据需要而确定的,分歧的需要,要有分歧的元素含量.( 1 )碳;含碳量越高,刚的硬度就越高,可是它的可塑性和韧性就越差.( 2 )硫;是钢中的有害杂物,含硫较高的钢在高温进行压力加工时,容易脆裂,通常叫作热脆性.( 3 )磷;能使钢的可塑性及韧性明显下降,特另外在高温下更为严重,这种现象叫作冷脆性.在优质钢中,硫和磷要严格控制.但从另方面看,在低碳钢中含有较高的硫和磷,能使其切削易断,对改善钢的可切削性是有利的.( 4 )锰;能提高钢的强度,能消弱和消除硫的不良影响,并能提高钢的淬透性,含锰量很高的高合金钢(高锰钢)具有良好的耐磨性和其它的物理性能.( 5 )硅;它可以提高钢的硬度,可是可塑性和韧性下降,电工用的钢中含有一定量的硅,能改善软磁性能.( 6 )钨;能提高钢的红硬性和热强性,并能提高钢的耐磨性.( 7 )铬;能提高钢的淬透性和耐磨性,能改善钢的抗腐蚀能力和抗氧化作用.( 8 )钒;能细化钢的晶粒组织,提高钢的强度,韧性和耐磨性.当它在高温熔入奥氏体时,可增加钢的淬透性;反之,当它在碳化物形态存在时,就会降低它的淬透性.( 9 )钼;可明显的提高钢的淬透性和热强性,防止回火脆性,提高剩磁和娇顽力.( 10 )钛;能细化钢的晶粒组织,从而提高钢的强度和韧性.在不锈钢中,钛能消除或减轻钢的晶间腐蚀现象.( 11 )镍;能提高钢的强度和韧性,提高淬透性.含量高时,可显著改变钢和合金的一些物理性能,提高钢的抗腐蚀能力.( 12 )硼;当钢中含有微量的( 0.001 - 0.005 %)硼时,钢的淬透性可以成倍的提高.( 13 )铝;能细化钢的晶粒组织,阻抑低碳钢的时效.提高钢在高温下的韧性,还能提高钢的抗氧化性,提高钢的耐磨性和疲劳强度等.( 14 )铜;它的突出作用是改善普通低合金钢的抗年夜气腐蚀性能,特别是和磷配合使用时更为明显.钢材的化学成份及其对钢材性能的影响钢材中除主要化学成份铁(Fe)以外,还含有少量的碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)、氧(O)、氮(N)、钛(Ti)、钒(V)等元素,这些元素虽然含量少,但对钢材性能有很年夜影响:1.碳.碳是决定钢材性能的最重要元素.碳对钢材性能的影响如图6-3所示:当钢中含碳量在0.8%以下时,随着含碳量的增加,钢材的强度和硬度提高,而塑性和韧性降低;但当含碳量在 1.0%以上时,随着含碳量的增加,钢材的强度反而下降.随着含碳量的增加,钢材的焊接性能钢材中除主要化学成份铁(Fe)以外,还含有少量的碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)、氧(O)、氮(N)、钛(Ti)、钒(V)等元素,这些元素虽然含量少,但对钢材性能有很年夜影响:1.碳.碳是决定钢材性能的最重要元素.碳对钢材性能的影响如图6-3所示:当钢中含碳量在0.8%以下时,随着含碳量的增加,钢材的强度和硬度提高,而塑性和韧性降低;但当含碳量在1.0%以上时,随着含碳量的增加,钢材的强度反而下降.随着含碳量的增加,钢材的焊接性能变差(含碳量年夜于0.3%的钢材,可焊性显著下降),冷脆性和时效敏感性增年夜,耐年夜气锈蚀性下降.图6-3 含碳量对碳素钢性能的影响——抗拉强度;——冲击韧性;——伸长率;——断面收缩率;HB——硬度一般工程所用碳素钢均为低碳钢,即含碳量小于0.25%;工程所用低合金钢,其含碳量小于0.52%. 2.硅.硅是作为脱氧剂而存在于钢中,是钢中的有益元素.硅含量较低(小于1.0%)时,能提高钢材的强度,而对塑性和韧性无明显影响. 3.锰.锰是炼钢时用来脱氧去硫而存在于钢中的,是钢中的有益元素.锰具有很强的脱氧去硫能力,能消除或减轻氧、硫所引起的热脆性,年夜年夜改善钢材的热加工性能,同时能提高钢材的强度和硬度.锰是我国低合金结构钢中的主要合金元素. 4.磷.磷是钢中很有害的元素.随着磷含量的增加,钢材的强度、屈强比、硬度均提高,而塑性和韧性显著降低.特别是温度愈低,对塑性和韧性的影响愈年夜,显著加年夜钢材的冷脆性. 磷也使钢材的可焊性显著降低.但磷可提高钢材的耐磨性和耐蚀性,故在低合金钢中可配合其他元素作为合金元素使用. 5.硫.硫是钢中很有害的元素.硫的存在会加年夜钢材的热脆性,降低钢材的各种机械性能,也使钢材的可焊性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低. 6.氧.氧是钢中的有害元素.随着氧含量的增加,钢材的强度有所提高,但塑性特别是韧性显著降低,可焊性变差.氧的存在会造成钢材的热脆性. 7.氮.氮对钢材性能的影响与碳、磷相似,随着氮含量的增加,可使钢材的强度提高,塑性特别是韧性显著降低,可焊性变差,冷脆性加剧.氮在铝、铌、钒等元素的配合下可以减少其晦气影响,改善钢材性能,可作为低合金钢的合金元素使用. 8.钛.钛是强脱氧剂.钛能显著提高强度,改善韧性、可焊性,但稍降低塑性.钛是经常使用的微量合金元素. 9.钒.钒是弱脱氧剂.钒加入钢中可减弱碳和氮的晦气影响,有效地提高强度,但有时也会增加焊接淬硬倾向,钒也是经常使用的微量合金元素.钢产物具体牌号根据《钢铁产物牌号暗示方法》GB221-2000的规定,我国钢铁产物牌号一般采纳汉语拼音字母、国际化学元素符号及阿拉伯数字结合起来暗示.1 碳素结构钢的具体牌号Q195-Q195F、Q195b、Q195Q215-Q215AF、Q215Ab、Q215A、Q215BF、Q215Bb、Q215BQ235-Q235AF、Q235Ab、Q235A、Q235BF、Q235Bb、Q235B、Q235C、Q235DQ255-Q255A、Q255BQ275-Q275对上述各牌号,要在供应工作中准确识别与使用.2 低合金高强度结构钢GB/T221-2000新牌号暗示方法将低合金高强度结构钢分为通用钢和专用钢两类,新牌号暗示方法与GB/T1591-94《低合金高强度结构钢》,GB700-88《碳素结构钢》相同,并与碳素结构钢的牌号组成工程用钢的系列.低合金高强度结构钢按脱氧方法分为镇静钢和特殊镇静钢,但在牌号中没有暗示脱氧方法的符号.1)通用低合金高强度结构钢牌号组成Q295-Q295A、Q295BQ345-Q345A、Q345B、Q345C、Q345D、Q345EQ390-Q390A、Q390B、Q390C、Q390D、Q390EQ420-Q420A、Q420B、Q420C、Q420D、Q420EQ460-Q460C、Q460D、Q460E2)专用低合金高强度结构钢牌号专用低合金高强度结构钢一般采纳代表屈服点的拼音字母“Q”、屈服点数值(单元为MPa) ,并在尾部加按产物用途的拼音第一个字母暗示.如:压力容器用钢牌号暗示为“Q345R”;焊接气瓶用钢牌号暗示为“Q295HP”;锅炉用钢牌号暗示为“Q390g”;桥梁用钢牌号表示为“Q420q”等.3)优质碳素结构钢的基本牌号有:08F、10F、15F、08、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80 、85、15Mn、20Mn、25Mn、30Mn、35Mn、40Mn、45Mn、50Mn、60Mn、65Mn、70Mn共31个.4 易切削结构钢易切削结构钢分加硫易切削钢、加硫磷易切削钢、加铅易切削钢、加钙易切削钢、加硫碳锰易切削钢等.牌号用规定的符号和阿拉伯数字暗示.即以“易”的汉语拼音首位字母“Y”打头,其后用两位阿拉伯数字暗示碳含量的万分数.具体牌号有:Y12、Y12Pb、Y15、Y15Pb、Y20、Y30、Y35、Y40Mn、Y45Ca共9个牌号.5 合金结构钢其牌号是按钢的碳含量、所含合金元素的种类及数量来暗示.这种暗示(编制)方法,可以从牌号上直接看出钢的年夜致化学成份及质量品级,比力直观简明.具体牌号有:20Mn2、30Mn2、35Mn2、40Mn2、45Mn2、50Mn2、20MnV、27MnSi、35MnSi、42MnSi、20SiMn 2Mo、25SiMn2MoV、37SiMn2MoV、40B、45B、50B、40MnB、45MnB、20MnMoB、15MnVB、20MnV B、40MnVB、20MnTiB、25MnTiBRE、15Cr、15CrA、20Cr、30Cr、35Cr、40Cr、45Cr、50Cr、38CrSi、12CrMo、15CrMo、20CrMo、30CrMo、30CrMoA、35CrMo、42CrMo、12CrMoV、35CrMo V、12Cr1MoV、25Cr2MoVA、25Cr2Mo1VA、38CrMoAl、40CrV、50CrVA、15CrMn、20CrMn、40C rMn、20CrMnSi、25CrMnSi、30CrMnSi、30CrMnSiA、35CrMnSiA、20CrMnMo、40CrMnMo、20CrMnTi、40CrMnTi、20CrNi、40CrNi、45CrNi、50CrNi、12CrNi2、12CrNi3、20CrNi3 、30CrNi3、37CrNi3、12Cr2Ni4、20Cr2Ni4、20CrNiMo、40CrNiMoA、18CrNiMnMoA、45CrNi MoVA、18Cr2Ni4WA、25Cr2Ni4WA共77个.6 弹簧钢弹簧钢是用以制造弹簧或其他弹性元件的钢种.分为优质碳素弹簧钢、合金弹簧钢二类.具体牌号有:65、70、85、65Mn、55Si2Mn、55Si2MnB、55SiMnVB、60Si2Mn、60Si2MnA、60 Su2CrA、60Si2CrVA、55CrMnA、60CrMnA、60CrMnMoA、50CrVA、60CrMnBA、30W4Cr2VA 共17 个牌号.7 保证淬透性结构钢其牌号是在优质碳素结构钢和合金结构钢的牌号后加“H”(英文“可淬透的”Hardenabi lity第一个字母)暗示.有:45H、20CrH、40CrH、45CrH、40MnBH、45MnBH、20MnMoBH、20M nVBH、22MnVBH、20MnTiBH、20CrMnMoH、20CrMnTiH、20CrNi3H、12Cr2Ni4H、20CrNiMoH共1 5个牌号.8 焊接结构用耐候钢耐候钢是抗年夜气腐蚀用的低合金高强度结构钢,按GB221-2000《钢铁产物牌号暗示方法》的规定,其牌号暗示方法与低合金高强度结构钢相同,但在牌号尾部加“耐候”二字的汉语拼音字母“NH”,如Q340NH.具体牌号有:16CuCr、12MnCuCr、15MnCuCr、15MnCuCr-QT(QT是英文Quenching&Temperi ng的缩写,暗示进行淬火加回火的热处置)共4个牌号.9 高耐候性结构钢牌号暗示方法与合金结构钢相同,具体牌号有09CrPCrNi-A、09CuPCrNi-B、09CuP共3个牌号.10 滚动轴承钢滚动轴承钢简称轴承钢或滚珠钢,是用来制造各种滚动轴承的套圈和滚动体的钢种.在牌号头部加“滚”的汉语拼音首位字母“G”暗示轴承钢.具体牌号有:GCr6、GCr9、GCr9SiMn、GCr15、GCr15SiMn共5个牌号.11 无铬轴承钢牌号暗示方法与铬轴承钢相同,有:GSiMnV、GSiMnVXt、GSiMnMoV、GSiMnMoVXt、GMnM oV、GMnMoVXt共6个牌号.12 渗碳轴承钢具体牌号有:G20CrMo、G20CrNiMo、G20CrNi2Mo、G20Cr2Ni4、G10CrNi3Mo、G20Cr2Mn2Mo 等6个.13 碳素工具钢碳素工具钢的牌号采纳“碳”的汉语拼音首位字母“T”打头,其后用一位或两位数字暗示碳含量的千分数.较高含锰量的碳素工具钢在数字后标出锰的元素符号Mn,高级优质钢牌号尾部加“A”.基本牌号有:T7、T8、T8Mn、T9、T10、T11、T12、T13共8个.14 合金工具钢合金工具钢简称合工钢,它是在碳素工具钢的基础上加入合金元素而形成的钢种.具体牌号有:9SiCr、8MnSi、Cr06、Cr2、9Cr2、W、4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si、Cr12 、C12Mo1V1、Cr12MoV、Cr5Mo1V、9Mn2V、CrWMn、9CrWMn、Cr4W2MoV、6Cr4W3Mo2VNb、6W6M o5Cr4V、5CrMnMo、5CrNiMo、3Cr2W8V、5Cr4Mo3SiMnVA1、3Cr3Mo3W2V、5Cr4W5Mo2V、8Cr3 、4CrMnSiMoV、4Cr3Mo3SiV、4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1、4Cr5W2VSi、7Mn15Cr2A13V2WMo、3C r2Mo共33个牌号.15 高速工具钢高速工具钢简称高工钢或高速钢,俗称“锋钢”或“风钢”,是一种适于高速切削的高碳、高合金工具钢.具体牌号有:W18Cr4V、W18Cr4VCo5、W18Cr4V2Co8、W12Cr4V5Co5、W6Mo5Cr4V2、CW6Mo5 Cr4V2、W6Mo5Cr4V3、CW6Mo5Cr4V3、W2Mo9Cr4V2、W6Mo5Cr4V2Co5、W7Mo4Cr4V2Co5、W2Mo9C r4VCo8、W9Mo3Cr4V、W6Mo5Cr4V2Al共14个牌号.16 不锈钢不锈钢是不锈耐酸钢的简称,包括不锈钢和耐酸钢.铬(Cr)是不锈钢获得耐蚀性的最基本元素,一般含铬量均在13%以上,有的高达30%左右.镍(Ni)也是不锈钢的主要合金元素,含量多的可达20%左右.具体牌号有:1Cr17Mn6Ni5N、1Cr18Mn8Ni5N、1Cr18Mn10Ni5Mo3N、1Cr17Ni7、1Cr18Ni9、Y1 Cr18Ni9、Y1Cr18Ni9Se、0Cr18Ni9、00Cr19Ni10、0Cr19Ni9N、0Cr19Ni19NbN、00Cr18Ni10N 、1Cr18Ni12、0Cr23Ni13、0Cr25Ni20、0Cr17Ni12Mo2、Cr18Ni12Mo2Ti、0Cr18Ni12Mo2Ti、00Cr17Ni14Mo2、0Cr17Ni12Mo2N、00Cr17Ni13Mo2N、0Cr18Ni12Mo2Cu2、00Cr18Ni14Mo2Cu2 、0Cr19Ni13Mo3、00Cr19Ni13Mo3、1Cr18Ni12Mo3Ti、0Cr18Ni12Mo3Ti、0Cr18Ni16Mo5、1Cr 18Ni9Ti、0Cr18Ni10Ti、0Cr18Ni11Nb、0Cr18Ni9Cu3、0Cr18Ni13Si4、0Cr26Ni5Mo2、1Cr18 Ni11Si4AlTi、00Cr18Ni5Mo3Si2、0Cr13Al、00Cr12、1Cr17、Y1Cr17、1Cr17Mo、00Cr30Mo2 、00Cr27Mo、1Cr12、1Cr13、0Cr13、3Cr13、Y3Cr13、3Cr13Mo、4Cr13、1Cr17Ni2、7Cr17 、8Cr17、9Cr18、11Cr17、Y11Cr17、9Cr18Mo、9Cr18MoV、0Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr17Ni7Al、0 Cr15Ni7Mo2Al、0Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr17Ni7Al、0Cr15Ni7Mo2Al共64个牌号.17 耐热钢耐热钢是指在高温下有良好的化学稳定性和较高强度,能较好适应高温条件工作的合金钢.耐热钢牌号暗示方法与不锈钢完全相同.具体牌号有:5Cr21Mn9Ni4N、2Cr21Ni12N、2Cr23Ni13、2Cr23Ni20、1Cr15Ni35、0Cr15 Ni25 Ti2MoAlVB、0Cr18Ni9、0Cr23Ni13、0Cr25Ni20、0Cr17Ni12Mo2、4Cr14Ni14W2Mo、3Cr18Mn12Si2N、2Cr20Mn9Ni2Si2N、0Cr19Ni13Mo3、1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni10Ti、0Cr18Ni11Nb 、0Cr18Ni13Si4、1Cr20Ni14Si2、1Cr25Ni20Si2、2Cr25N、0Cr13Al、00Cr12、1Cr17、1Cr5 Mo、4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo、8Cr20Si2Ni、1Cr11MoV、1Cr12Mo、2Cr12MoVNbN、1Cr12WMoV、2Cr12NiMoWV、1Cr13、1Cr13Mo、2Cr13、1Cr17Ni2、1Cr11Ni2W2MoV、0Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr1 7Ni7Al共40个牌号.金属资料的使用性能1. 密度(比重):资料单元体积所具有的质量,即密度=质量/体积,单元为g/cm3.2. 力学性能: 金属资料在外力作用下暗示出来的各种特性,如弹性、塑性、韧性、强度、硬度等.3. 强度: 金属资料在外力作用下抵当变形和断裂的能力.屈服点、抗拉强度是极为重要的强度指标,是金属资料选用的重要依据.强度的年夜小用应力来暗示,即用单元面积所能承受的载荷(外力)来暗示.4. 屈服点: 金属在拉力试验过程中,载荷不再增加,而试样仍继续发生变形的现象,称为“屈服”.发生屈服现象时的应力,即开始发生塑性变形时的应力,称为屈服点,用符号σs暗示,单元为MPa.5. 抗拉强度: 金属在拉力试验时,拉断前所能接受的最年夜应力,用符号σb暗示,单元为MPa.6. 塑性: 金属资料在外力作用下发生永久变形(去失落外力后不能恢复原状的变形),但不会被破坏的能力.7. 伸长率: 金属在拉力试验时,试样拉断后,其标距部份所增加的长度与原始标距长度的百分比,称为伸长率.用符号δ,%暗示.伸长率反映了资料塑性的年夜小,伸长率越年夜, 资料的塑性越年夜.8. 韧性: 金属资料抵当冲击载荷的能力,称为韧性,通经常使用冲击吸收功或冲击韧性值来怀抱.9. 冲击吸收功: 试样在冲击载荷作用下,折断时所吸收的功.用符号A?k暗示,单元为J .10. 硬度: 金属资料的硬度,一般是指资料概况局部区域抵当变形或破裂的能力.根据试验方法和适用范围的分歧,可分为布氏硬度和洛氏硬度等多种.布氏硬度用符号HB暗示:洛氏硬度用符号HRA、HRB或HRC暗示.部份经常使用钢的用途(一)各牌号碳素结构钢的主要用途:1.牌号Q195,含碳量低,强度不高,塑性、韧性、加工性能和焊接性能好.用于轧制薄板和盘条.冷、热轧薄钢板及以其为原板制成的镀锌、镀锡及塑料复合薄钢板年夜量用用屋面板、装饰板、通用除尘管道、包装容器、铁桶、仪表壳、开关箱、防护罩、火车车箱等.盘条则多冷拔成低碳钢丝或经镀锌制成镀锌低碳钢丝,用于捆绑、张拉固定或用作钢丝网、铆钉等.2.牌号Q215,强度稍高于Q195钢,用途与Q195年夜体相同.另外,还年夜量用作焊接钢管、镀锌焊管、炉撑、地脚螺钉、螺栓、圆钉、木螺钉、冲制铁铰链等五金零件.3.牌号Q235,含碳适中,综合性能较好,强度、塑性和焊接等性能获得较好配合,用途最广泛.常轧制成盘条或圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢、窗框钢等型钢,中厚钢板. 年夜量用用建筑及工程结构.用以制作钢筋或建造厂房房架、高压输电铁塔、桥梁、车辆、锅炉、容器、船舶等,也年夜量用作对性能要求不太高的机械零件.C、D级钢还可作某些专业用钢使用.4.牌号Q255,性能与Q235差未几,强度稍有提高,塑性有所降低.应用不如Q235广泛,主要用作铆接与检接结构.5.牌号Q275,强度、硬度较高,耐磨性较好.用于制造轴类、农业机具、耐磨零件、钢轨接头夹板、垫板、车轮、轧辊等.(二)各牌号低合金高强度结构钢的主要用途低合金高强度结构钢旧标准称低合金结构钢,又叫普通低合金结构钢.1.牌号Q295钢,钢中只含有极少量的合金元素,强度不高,但有良好的塑性、冷弯、焊接及耐蚀性能.主要用于建筑结构,工业厂房,高压锅炉,低、中压化工容器,油罐,管道, 起重机,拖拉机,车辆及对强度要求不高的一般工程结构.2.牌号Q345、Q390钢,综合力学性能好,焊接性能、冷热加工性能和耐蚀性能均好,C、D、E级钢具有良好的高温韧性.主要用于船舶,锅炉,压力容器,石油储罐,桥梁,电站设备,起重运输机械及其他较高载荷的焊接结构件.3.牌号Q420钢,强度高,特别是在正火或正火加回火状态有较高的综合力学性能.主要用于年夜型船舶,桥梁,电站设备,中、高压锅炉,高压容器,机车车辆,起重机械,矿山机械及其他年夜型焊接结构件.4.牌号Q460钢,强度最高,在正火,正火加回火或淬火加回火状态有很高的综合力学性能,全部用铝弥补脱氧,质量品级为C、D、E级,可保证钢的良好韧性的备用钢种.用于各种年夜型工程结构及要求强度高,载荷年夜的轻型结构.(三)优质碳素结构钢的特性和用途优持碳素结构钢简称碳结钢、俗称优钢.是各种机器的零部件制造用钢.1. 08和08F钢,用于轧制薄板,深冲制品、油桶、高级搪瓷制品,也可用于制作管子, 垫片及心部强度要求不高的渗碳和氰化零件,电焊条等.2. 10和10F钢,用4mm以下冷压深冲制品,如深冲器皿、炮弹弹体.也可制造锅炉管、油桶顶盖及钢带、钢丝、焊接件、机械零件.3. 15和15F钢,用于制造机械上的渗碳零件、紧固零件、冲锻模件及不需热处置的低负荷零件,如螺栓、螺钉、法兰盘及化工机械用贮器、蒸汽锅炉等.4. 20钢,用于不经受很年夜应力而要求韧性的各种机械零件,如拉杆、轴套、螺钉、起重钩等;也可用于制造在60年夜气压、450℃以下非腐蚀介质中使用的管子、导管等;还可以用于心部强度不年夜的渗碳及氰化零件,如轴套、链条的滚子、轴以及不重要的齿轮、链轮等.5. 25钢,用作热锻和热冲压的机械零件,金属切削机床上氰化零件,以及重型和中型机械制造中负荷不年夜的轴、辊子、连接器、垫圈、螺栓、螺帽等,还可用作铸钢件.6. 30钢,用作热锻和热冲压的机械零件、冷拉丝,重型和一般机械用的轴、拉杆、套环、以及机械上用的铸件,如汽缸、汽轮机机架、轧钢机机架和零件、机床机架及飞轮等.7. 35钢,用于制作热锻和热冲压的机械零件,冷拉和冷顶锻钢材,无缝钢管、机械制造中零件、铸件、重型和中型机械制造中的锻制机轴、压缩机汽缸、减速器轴,也可用来铸造汽轮机机身、飞轮和均衡器等.8. 40钢,用于制造的机器运动零件,如辊子、轴、连杆、圆盘等.以及火车的车轴,还可用于冷拉丝、钢板、钢带、无缝管等. 9. 45钢,用以制造蒸汽透平机、压缩机、泵的运动零件;还可取代渗碳钢制造齿轮、轴、活塞销等零件(零件需经高频或火焰概况淬火);并可用作铸件.?10. 50钢,用于制造耐磨性要求高、动载荷及冲击作用不年夜的零件,如铸造齿轮、拉杆、轧辊等;制造比力主要的弹簧、农机上的掘土犁铧、重负荷的心轴与轴等,并可制造铸件.11. 55钢,用于制造连杆、轧辊、齿轮、扁弹簧、轮圈、轮缘等,也可作铸件.12. 60-65钢,用于制造弹簧、弹簧圈、各种垫圈、离合器以及制造一般机械中的轴、轧辊、偏心轴等.13. 70-85钢,用来制造弹簧和发条、制造钢丝绳用的钢丝及高硬度的机件、如犁、铧、电车车轮等.14. 15Mn-25Mn钢,用于制造中心部份的机械性能要求较高且需渗碳的零件.15. 30Mn-35Mn钢,主要用来制造螺拴、螺帽、螺钉杠杆、掣动踏板等.并可用冷拉制造在高应力下工作的细小零件,如农机上的钩、环、链等.16. 40Mn-45Mn钢,用于制造接受疲劳负荷下的零件,如曲轴、连杆等;也可用作高应力下工作的螺钉、螺帽等.17. 50Mn-55Mn钢,用于制造耐磨性要求高、在高负荷下热处置的零件,如齿轮、齿轮轴、摩擦盘、滚子及弹簧.。

各种金属元素对钢材的影响机理

各种金属元素对钢材的影响机理

各种金属元素对钢材的影响机理金属元素是钢材中不可或缺的组成部分,它们对钢材的影响机理是多方面的。

以下将介绍常见的几种金属元素对钢材的影响及其机理。

1.碳元素对钢材的影响机理:碳是钢材中最重要的合金元素之一,对钢材的影响很大。

当碳含量达到一定限度时,可以使钢材具有较高的强度和硬度。

碳元素可以通过固溶强化和析出来增强钢材的力学性能。

碳与钢中的铁形成固溶体,可以增加钢材的强度和硬度。

此外,碳元素还可以与铁形成一些强化相,如碳化铁和渗碳体,进一步提高钢材的强度。

2.铬元素对钢材的影响机理:铬是一种常见的合金元素,对钢材具有重要影响。

铬主要通过固溶强化和析出来增强钢材的性能。

它与钢中的铁形成固溶体,可以提高钢材的强度和硬度,并且可以增加钢材的耐腐蚀性能。

铬与钢中的碳结合可形成强化相,如碳化铬,进一步提高钢材的强度和硬度。

此外,铬还能够形成一层致密的氧化铬膜,从而防止钢材进一步被氧化,提高钢材的抗腐蚀性能。

3.镍元素对钢材的影响机理:镍是一种常用的合金元素,它对钢材的影响也很大。

镍可以提高钢材的抗冲击性和耐蚀性能。

镍可以与钢中的铁形成固溶体,从而提高钢材的强度和韧性。

此外,镍还具有一定的稳定化作用,可以提高钢材的抗腐蚀性能,防止钢材被腐蚀。

4.锰元素对钢材的影响机理:锰是一种常见的合金元素,对钢材的影响很大。

锰可以通过固溶强化和析出来增强钢材的性能。

它与钢中的铁形成固溶体,可以提高钢材的强度和硬度,并且可以提高钢材的透磁性。

此外,锰还可以与硫形成夹杂物,从而改善钢材的加工性能。

5.钼元素对钢材的影响机理:钼是一种重要的合金元素,对钢材具有较大影响。

钼能够通过固溶强化和析出来提高钢材的力学性能。

它与钢中的铁形成固溶体,可以提高钢材的强度和硬度,并且还可以提高钢材的耐高温性能和耐腐蚀性能。

综上所述,不同的金属元素对钢材的影响机理是多样的。

通过合理控制金属元素的含量和配比,可以调节钢材的力学性能、耐腐蚀性能和加工性能,从而满足不同用途和工况对钢材性能的要求。

各化学元素对钢材的影响

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

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

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。

各化学元素对钢材的影响

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。

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。

各种化学元素对钢材性能的影响

各种化学元素对钢材性能的影响

各元素对钢材性能的影响名词解释:铁素体(Ferrite):碳在α-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素。

常用符号F(或α)表示。

铁素体具有体心立方结构,由于它的间隙很小,因而溶碳能力较差。

在727℃时最大溶碳量为0.0218%,随着温度下降,其溶碳量逐步减少,在室温时仅溶碳0.0008%。

铁素体的强度低,其δσb为180-280MN/m2,HB约80,但塑性好,其δ为50%。

奥氏体(Austenitic):碳在γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体。

常用符号A(或γ)表示。

奥氏体具有面心立方晶格结构,由于它的有效晶格间隙较大,因此其溶碳能力较大,在1148℃时的最大溶碳量2.11%,随着温度的下降,其溶碳量逐步减少,在727℃是溶碳量为0.77%。

奥氏体的机械性能于其溶碳量及晶粒的大小有关。

一般来说奥氏体的硬度为170-220HBS,延伸率δ为40-50%,奥氏体存在于727℃以上的固态温度范围内。

奥氏体易于塑性成形。

渗碳体(Cementite):C与Fe的化合物(Fe3C)称为渗碳体,其含碳量6.69%,渗碳体的熔点为1227℃,其硬度很高,约800HB,塑性和冲击韧性几乎为零,脆性极大,因此它不能作为碳钢的基体相,却是碳钢中的主要强化相。

渗碳体是一种亚稳相,在一定条件下会发生分解,形成石墨自由碳。

马氏体(Martensite):采用快速冷却的方法,由于过冷度大,铁和碳原子都不能进行扩散,奥氏体只能由非扩散的晶格切变,有γ-Fe的面心立方晶格改组为α-Fe的体心立方晶格。

这种奥氏体直接转变一种含碳过饱和α固溶体,称之为马氏体。

各元素对钢性能的影响:锰(Mn)锰是炼钢时用锰铁脱氧而残留于钢中的,锰能清除钢中的FeO,改善钢的品质,降低钢的脆性;锰与硫化合生成MnS,消除硫的有害作用,改善钢的热加工性能。

在碳钢中锰的含量一般控制在0.25-0.80%之间,锰能溶于铁素体中,形成含锰的铁素体,起着强化铁素体的作用;锰还能溶于Fe3C中形成合金渗碳体,从而提高碳钢的强度,锰是有益的杂质元素,少量的锰对钢的性能影响不显著。

钢材化学成分及其对钢材性能的影响

钢材化学成分及其对钢材性能的影响

钢材化学成分及其对钢材性能的影响
( 1 )碳:碳是决定钢材性能的最重要元素。

建筑钢材的含碳量不大于0.8% ,随着含碳量的增加,钢材的强度和硬度提高,塑性和韧性下降。

含碳量超过0.3% 时钢材的可焊性显著降低。

碳还增加钢材的冷脆性和时效敏感性,降低抗大气锈蚀性。

( 2 )硅:当含量小于1 % 时,可提高钢材强度,对塑性和韧性影响不明显。

硅是我国钢筋用钢材中的主要添加元素。

( 3 )猛:锰能消减硫和氧引起的热脆性,使钢材的热加工性能改善,同时也可提高钢材强度。

( 4 )磷:磷是碳素钢中很有害的元素之一。

磷含量增加,钢材的强度、硬度提高,塑性和韧性显著下降。

特别是温度越低,对塑性和韧性的影响越大,从而显著加大钢材的冷脆性,也使钢材可焊性显著降低。

但磷可提高钢材的耐磨性和耐蚀性,在低合金钢中可配合其他元素作为合金元素使用。

( 5 )硫:硫也是很有害的元素,呈非金属硫化物夹杂物存在于钢中,降低钢材的各种机械性能。

硫化物所造成的低熔点使钢材在焊接时易产生热裂纹,形成热脆现象,称为热脆性。

硫使钢的可焊性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低。

( 6 )氧:氧是钢中有害元素,会降低钢材的机械性能,特别是顿性。

氧有促进时效倾向的作用。

氧化物所造成的低熔点亦使钢材的可焊性变差。

( 7 )氮:氮对钢材性质的影响与碳、磷相似,会使钢材强度提高,塑性特别是韧性显著下降。

各种元素对钢材性能的影响

各种元素对钢材性能的影响

各种元素对钢材性能的影响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。

钢材中的化学成分对钢材性能的影响

钢材中的化学成分对钢材性能的影响

钢材中的化学成分对钢材性能的影响钢材是一种由铁和其他元素(如碳、锰、硅、硫、磷等)组成的合金。

不同元素的含量和配比会对钢材的性能产生直接影响。

以下是钢材中常见化学成分对钢材性能的影响的讨论。

1.碳(C):碳是钢材中最常见的合金元素之一,对钢材的性能有重要影响。

碳的含量决定钢材的硬度、强度和韧性。

高碳钢具有较高的硬度和强度,但韧性较差;低碳钢具有较高的韧性,但硬度和强度较低。

2.锰(Mn):锰是常用的合金元素之一,能够提高钢的强度和韧性,并改善钢的冷加工变形性能。

锰的含量通常在0.25-2.0%之间。

3.硅(Si):硅的含量对钢的冷加工性能和耐腐蚀性有影响。

适量的硅可以提高钢的硬度和强度,但高硅含量会降低钢的韧性。

4.硫(S)和磷(P):硫和磷是常见的杂质元素,它们会对钢材的加工性能和机械性能产生负面影响。

高硫和高磷含量会导致钢脆化,降低韧性和塑性,从而降低了钢的可加工性和延展性。

5.氧(O)和氮(N):氧和氮是钢中的杂质元素,它们对钢的性能也有一定的影响。

高氧含量会降低钢的韧性和延展性,而高氮含量会增加钢的硬度和强度。

6.铬(Cr):铬是不锈钢常用的合金元素,它能够提高钢的耐腐蚀性和抗氧化性能,并增加钢的硬度和强度。

7.钼(Mo):钼是高强度钢的常见合金元素,可以提高钢的热处理稳定性、强度和韧性。

8.镍(Ni):镍可以提高钢的韧性和强度,并改善钢的低温冲击韧性。

总之,钢材中的化学成分对钢的性能产生了多方面的影响。

不同元素的含量和配比决定了钢的硬度、强度、韧性、塑性、耐腐蚀性等特性。

因此,在生产和应用钢材时,需要根据具体要求选择适当的化学成分配比,以获得满足特定需求的钢材性能。

常见元素对钢性能的影响

常见元素对钢性能的影响

普通钢中硅的含量范围在0.17~0.37%。

铬是碳化物形成元素。

它形成硬的碳化物Cr7C3和Cr23C6,另一方面还可以与碳形成复合碳化物。

所有这些碳化物都比初始的渗碳体硬。

作为铁素体形成元素,铬降低了A4温度并提高A3温度,因此以γ-相为代价稳定了α-相。

如果在纯铁中加入大于11%的铬,那么γ-相会全部消失。

4.铬Cr铬的主要作用:在钢中含足够的碳时铬提高钢的硬度,含1%碳的低铬钢是非常硬的;在低碳钢中加入的铬能够提高强度但延展性有所降低;铬提高钢的高温强度;铬提供中等淬透性;在高碳钢中,铬改善耐磨性能;当加入大量的铬,直到25%时,由于在钢的表面形成保护性的氧化物层而改善耐腐蚀能力;与镍元素等配合能提高抗氧化性和钢的热强性,并进一步提高抗腐蚀性;铬促进晶粒长大,导致钢的脆性增加。

铬是结构钢、工具钢、轴承钢、不锈钢和耐热钢中应用很广的元素。

铬在一些钢和合金中的含量范围:铬钢0.30~1.60%,奥氏体铬-镍不锈钢15.0~30.0%,马氏体铬钢4.0~18.0%,铁索体铬钢10.5~27.0%,沉淀硬化钢12.2~18.0%,5.钨W钨是非常强的碳化物形成元素。

它形成非常硬而又稳定的碳化物W2C、WC 和复合碳化物Fe4W2C。

这些碳化物溶解很慢并且只在很高的温度溶解。

因此钨是工具钢的重要成分,尤其是高速工具钢。

在这些钢中,钨显著地提高二次硬化后的硬度。

作为铁素体形成元素,钨降低A4温度而提高A3温度。

钨的主要作用:钨抑制晶粒长大并因此有晶粒细化的作用;钨减少在热加工和热处理过程中的脱碳;钨提高耐磨性;它提高淬火及回火钢的高温硬度;在一些高温合金中,钨提高蠕变强度;钨对淬透性的贡献是非常重要的;钨限制回火软化,含钨的钢加热到600~700℃碳化物仍不会沉淀,从而避免了钢的软化。

是高速工具钢、合金工具钢中应用较多的元素之一。

对钢抗氧化性不利。

钨在一些钢中的含量范围:钨-铬钢1.75%,高速工具钢1.15~21.0%,热作工具钢0~19.0%,冷作工具钢0~2.0%,抗冲击钢0~3.0%.6.钼Mo钼是强的碳化物形成元素。

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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。

7、镍(Ni):镍能提高钢的强度,而又保持良好的塑性和韧性。

镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力,在高温下有防锈和耐热能力。

但由于镍是较稀缺的资源,故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。

8、钼(Mo):钼能使钢的晶粒细化,提高淬透性和热强性能,在高温时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)。

结构钢中加入钼,能提高机械性能。

还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。

在工具钢中可提高红性。

9、钛(Ti):钛是钢中强脱氧剂。

它能使钢的内部组织致密,细化晶粒力;降低时效敏感性和冷脆性。

改善焊接性能。

在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛,可避免晶间腐蚀。

10、钒(V):钒是钢的优良脱氧剂。

钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒,提高强度和韧性。

钒与碳形成的碳化物,在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。

11、钨(W):钨熔点高,比重大,是贵生的合金元素。

钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。

在工具钢加钨,可显著提高红硬性和热强性,作切削工具及锻模具用。

12、铌(Nb):铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性,提高强度,但塑性和韧性有所下降。

在普通低合金钢中加铌,可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。

铌可改善焊接性能。

在奥氏体不锈钢中加铌,可防止晶间腐蚀现象。

13、钴(Co):钴是稀有的贵重金属,多用于特殊钢和合金中,如热强钢和磁性材料。

14、铜(Cu):武钢用大冶矿石所炼的钢,往往含有铜。

铜能提高强度和韧性,特别是大气腐蚀性能。

缺点是在热加工时容易产生热脆,铜含量超过0.5%塑性显著降低。

当铜含量小于0.50%对焊接性无影响。

15、铝(Al):铝是钢中常用的脱氧剂。

钢中加入少量的铝,可细化晶粒,提高冲击韧性,如作深冲薄板的08Al钢。

铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能,铝与铬、硅合用,可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。

铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。

16、硼(B):钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能,提高强度。

17、氮(N):氮能提高钢的强度,低温韧性和焊接性,增加时效敏感性。

18、稀土(Xt):稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。

这些元素都是金属,但他们的氧化物很象“土”,所以习惯上称稀土。

钢中加入稀土,可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质,从而改善了钢的各种性能,如韧性、焊接性,冷加工性能。

在犁铧钢中加入稀土,可提高耐磨性。

钢材的质量及性能是根据需要而确定的,不同的需要,要有不同的元素含量.( 1 )碳;含碳量越高,刚的硬度就越高,但是它的可塑性和韧性就越差.( 2 )硫;是钢中的有害杂物,含硫较高的钢在高温进行压力加工时,容易脆裂,通常叫作热脆性.( 3 )磷;能使钢的可塑性及韧性明显下降,特别的在低温下更为严重,这种现象叫作冷脆性.在优质钢中,硫和磷要严格控制.但从另方面看,在低碳钢中含有较高的硫和磷,能使其切削易断,对改善钢的可切削性是有利的.( 4 )锰;能提高钢的强度,能消弱和消除硫的不良影响,并能提高钢的淬透性,含锰量很高的高合金钢(高锰钢)具有良好的耐磨性和其它的物理性能.( 5 )硅;它可以提高钢的硬度,但是可塑性和韧性下降,电工用的钢中含有一定量的硅,能改善软磁性能.( 6 )钨;能提高钢的红硬性和热强性,并能提高钢的耐磨性.( 7 )铬;能提高钢的淬透性和耐磨性,能改善钢的抗腐蚀能力和抗氧化作用.( 8 )钒;能细化钢的晶粒组织,提高钢的强度,韧性和耐磨性.当它在高温熔入奥氏体时,可增加钢的淬透性;反之,当它在碳化物形态存在时,就会降低它的淬透性.( 9 )钼;可明显的提高钢的淬透性和热强性,防止回火脆性,提高剩磁和娇顽力.( 10 )钛;能细化钢的晶粒组织,从而提高钢的强度和韧性.在不锈钢中,钛能消除或减轻钢的晶间腐蚀现象.( 11 )镍;能提高钢的强度和韧性,提高淬透性.含量高时,可显著改变钢和合金的一些物理性能,提高钢的抗腐蚀能力.( 12 )硼;当钢中含有微量的( 0.001 - 0.005 %)硼时,钢的淬透性可以成倍的提高.( 13 )铝;能细化钢的晶粒组织,阻抑低碳钢的时效.提高钢在低温下的韧性,还能提高钢的抗氧化性,提高钢的耐磨性和疲劳强度等.( 14 )铜;它的突出作用是改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能,特别是和磷配合使用时更为明显.钢材的化学成分及其对钢材性能的影响钢材中除了主要化学成分铁(Fe)以外,还含有少量的碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)、氧(O)、氮(N)、钛(Ti)、钒(V)等元素,这些元素虽然含量少,但对钢材性能有很大影响:1.碳。

碳是决定钢材性能的最重要元素。

碳对钢材性能的影响如图6-3所示:当钢中含碳量在0.8%以下时,随着含碳量的增加,钢材的强度和硬度提高,而塑性和韧性降低;但当含碳量在 1.0%以上时,随着含碳量的增加,钢材的强度反而下降。

随着含碳量的增加,钢材的焊接性能钢材中除了主要化学成分铁(Fe)以外,还含有少量的碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)、氧(O)、氮(N)、钛(Ti)、钒(V)等元素,这些元素虽然含量少,但对钢材性能有很大影响:1.碳。

碳是决定钢材性能的最重要元素。

碳对钢材性能的影响如图6-3所示:当钢中含碳量在0.8%以下时,随着含碳量的增加,钢材的强度和硬度提高,而塑性和韧性降低;但当含碳量在1.0%以上时,随着含碳量的增加,钢材的强度反而下降。

随着含碳量的增加,钢材的焊接性能变差(含碳量大于0.3%的钢材,可焊性显著下降),冷脆性和时效敏感性增大,耐大气锈蚀性下降。

图6-3 含碳量对碳素钢性能的影响——抗拉强度;——冲击韧性;——伸长率;——断面收缩率;HB——硬度一般工程所用碳素钢均为低碳钢,即含碳量小于0.25%;工程所用低合金钢,其含碳量小于0.52%。

2.硅。

硅是作为脱氧剂而存在于钢中,是钢中的有益元素。

硅含量较低(小于1.0%)时,能提高钢材的强度,而对塑性和韧性无明显影响。

3.锰。

锰是炼钢时用来脱氧去硫而存在于钢中的,是钢中的有益元素。

锰具有很强的脱氧去硫能力,能消除或减轻氧、硫所引起的热脆性,大大改善钢材的热加工性能,同时能提高钢材的强度和硬度。

锰是我国低合金结构钢中的主要合金元素。

4.磷。

磷是钢中很有害的元素。

随着磷含量的增加,钢材的强度、屈强比、硬度均提高,而塑性和韧性显著降低。

特别是温度愈低,对塑性和韧性的影响愈大,显著加大钢材的冷脆性。

磷也使钢材的可焊性显著降低。

但磷可提高钢材的耐磨性和耐蚀性,故在低合金钢中可配合其他元素作为合金元素使用。

5.硫。

硫是钢中很有害的元素。

硫的存在会加大钢材的热脆性,降低钢材的各种机械性能,也使钢材的可焊性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低。

6.氧。

氧是钢中的有害元素。

随着氧含量的增加,钢材的强度有所提高,但塑性特别是韧性显著降低,可焊性变差。

氧的存在会造成钢材的热脆性。

7.氮。

氮对钢材性能的影响与碳、磷相似,随着氮含量的增加,可使钢材的强度提高,塑性特别是韧性显著降低,可焊性变差,冷脆性加剧。

氮在铝、铌、钒等元素的配合下可以减少其不利影响,改善钢材性能,可作为低合金钢的合金元素使用。

8.钛。

钛是强脱氧剂。

钛能显著提高强度,改善韧性、可焊性,但稍降低塑性。

钛是常用的微量合金元素。

9.钒。

钒是弱脱氧剂。

钒加入钢中可减弱碳和氮的不利影响,有效地提高强度,但有时也会增加焊接淬硬倾向,钒也是常用的微量合金元素。

钢产品具体牌号根据《钢铁产品牌号表示方法》GB221-2000的规定,我国钢铁产品牌号一般采用汉语拼音字母、国际化学元素符号及阿拉伯数字结合起来表示。

1 碳素结构钢的具体牌号Q195-Q195F、Q195b、Q195Q215-Q215AF、Q215Ab、Q215A、Q215BF、Q215Bb、Q215BQ235-Q235AF、Q235Ab、Q235A、Q235BF、Q235Bb、Q235B、Q235C、Q235DQ255-Q255A、Q255BQ275-Q275对上述各牌号,要在供应工作中准确识别与使用。

2 低合金高强度结构钢GB/T221-2000新牌号表示方法将低合金高强度结构钢分为通用钢和专用钢两类,新牌号表示方法与GB/T1591-94《低合金高强度结构钢》,GB700-88《碳素结构钢》相同,并与碳素结构钢的牌号组成工程用钢的系列。

低合金高强度结构钢按脱氧方法分为镇静钢和特殊镇静钢,但在牌号中没有表示脱氧方法的符号。

1)通用低合金高强度结构钢牌号组成Q295-Q295A、Q295BQ345-Q345A、Q345B、Q345C、Q345D、Q345EQ390-Q390A、Q390B、Q390C、Q390D、Q390EQ420-Q420A、Q420B、Q420C、Q420D、Q420EQ460-Q460C、Q460D、Q460E2)专用低合金高强度结构钢牌号专用低合金高强度结构钢一般采用代表屈服点的拼音字母“Q”、屈服点数值(单位为MPa) ,并在尾部加按产品用途的拼音第一个字母表示。

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