钢中主要合金元素的作用
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钢中主要合金元素的作用
1、铬 Cr
铬在钢中的角色多元且重要,它会形成稳定而硬的碳化物,而且具有抗蚀性,其主要作用有:
a、增进钢的硬化能力和渗碳作用。
b、使钢在高温时具有高强度。
c、能增加耐磨耗性。
d、增高钢的淬火温度。
e、能增进钢的抗腐蚀性。
2、镍 Ni
镍在钢中的影响有:
a、增进钢的硬化能力。
b、能降低热处理时的淬火温度,因为在处理时的变形小。
c、能增加钢的韧性。
d、高镍合金钢能耐腐蚀,例如:不锈钢就含有8%左右的镍。
3、钨 W
钨能耐高温,而且溶于钢中会与碳形成碳化物成为碳化钨,能提高钢的强度。此外,
a、钨能提高钢的淬火温度。
b、加强钢钢的断面组织细微化,抵抗挥霍软化。
c、可以降低淬火时钢的晶粒生长趋势。
d、钨钢刀具有红热硬度。
e、可增加钢的保磁性,故可配入钢中而制造永久磁钢。
4、钒 V
钒可以无限量固溶入钢中,并能阻止奥氏体晶粒的长大,钒在钢中有脱酸除氧的能力,故含钒的钢,其断面结晶密实,此外,钒的作用还有:
a、能提高淬火温度。
b、改善硬化能力,高温淬火加热时,能阻止其晶粒生长。
c、有助于钢的结晶组织细微化。
5、锰 Mn
锰亦为钢中的重要元素,其作用及影响如下:
a、添加适量时,锰含量增加可增加钢的最大强度及硬度。
b、锰有脱氧及脱硫的功效,故锰能发挥钢的锻造性与可塑性。
c、锰在钢中含量多,可降低钢的淬火温度。
d、可增进钢的硬化深度,尤其在含碳量高的由硬性锰钢最为显著。
6、钼 Mo
钼可增加钢的最大强度及硬度,因此,在合金钢中也颇为重要:
a、能改善钢在高温下抗拉及潜变强度。
b、在工作红热情况下,能使钢的硬度保持不变。
c、高速工具钢含钼,可予以较佳的机器切割性能。
d、合金钢中加入钼可去除回火脆性。
7、钴 Co
钴为制造合金钢的重要元素,在钢中可以生成碳化物,但也可能有不良影响,它具有以下特性:
a、钴可替代镍,如增加强度及耐热等性能。
b、会降低钢的硬化能。
c、能提高钢的淬火温度。
d、增加钢的保磁能力,故为制造磁石钢的主要元素。
8、钛 Ti
钛在钢中易与碳形成碳化物TiC,其他特性:
a、钛在不锈钢中,可以防止高温时铬量的局部减少,维持其防蚀的能力。
b、可以防止合金钢由高温缓冷时的脆化现象。
9、铜 Cu
合金钢中,铜的含量不可以超过1.5%,否则会使钢变脆,此外:
a、铜在钢中有抵抗大气腐蚀的能力,低碳钢内含铜1%,其抵抗大气腐蚀性约较不含铜者高出四倍。在不锈钢中加铜3~4%,亦有助于不锈钢的防蚀作用。
b、可以增加钢的强度,但不宜超过0.2%。
10、铝 Al
a、极易与氧结合形成氧化铝,是一种强脱氧剂。
b、能抑制晶粒长大。
c、是氮化用钢的重要元素
11、硫 S
硫在钢中为有害元素,硫与铁化合成为FeS,与锰化合成MnS,其结果:
a、会增加铜的热脆性。
b、硫含量为0.2%以上,就会严重影响钢的强度与韧性。
c、硫可使钢的强度降低,因此有利于钢的切削,但除了易切钢之外,极少利用。
12、Si
硅在钢中的作用如下:
a、硅能增加钢的电磁传导率,故适于制造电器材料。
b、硅会加速钢的结晶生长变粗,因此含量约在0.05%~0.30%。
c、硅能增高淬火温度。
d、会阻碍碳元素溶于钢中。
e、对于碳量较高的钢,硅多则增加脆性。
f、增加耐热钢的氧化性,可用为脱酸性。
综合何种合金元素对于碳钢的影响,而选择添加合金元素时,必须考虑元素特性及应用场合的需要,适材适所才是最重要的,如果不了解特性贸然选择,不但可能增加成本,效果也可能适得其反。
当然,除此之外,肯定还有诸多不足之处,恳请各位同行予以补充,并赐教。