钢中各种元素的作用复习过程
各种化学元素在钢中的作用
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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。
钢铁中的元素及作用
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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,ATS-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(Vanadium)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,Vascowear,CPM T440V和420V A含有大量的钒。
而BG-42与ATS-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。
钢中各合金元素的作用
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一、基础知识
2、合金元素改性原理
(1)形成固溶体。 原子直径较小的常形成间隙固溶体,如C、N、B等;原子直径 较 大 的 形 成 置 换 固 溶 体 , 如 Cr 、 Ni 、 Mn 、 Co 、 V 等 。 一 般 有 如 下 规 律 : Radd/RFe>0.59形成置换固溶体,Radd/RFe<0.59形成间隙固溶体。如Fe-C相图中奥氏 体便是C原子在面心立方相γ-Fe中的间隙固溶体。固溶体的强化是以形成晶格畸 变来实现的。 (2)细晶强化。一些合金元素如V、Ti、Mo等有细化晶粒的作用,在液相结晶过程 中形成的化合物/中间相,起到类似于形核剂的作用;这些化合物、中间相又在 热处理和锻压中起固溶析出、钉扎,从而细化晶粒。多晶材料的屈服强度σs和晶 粒尺寸d之间存在经验公式Hall-Petch公式:式中σ0和k都是材料属性。
s 0 k
d
(3)形成金属碳(氮)化物。 碳(氮)化物存在于晶体内部的、可以阻碍位错的移动, 即常说的钉扎作用,消耗位错滑移的能量达到强化的效果;碳(氮)化物存在于晶 界,一方面有阻碍位错晶间滑移,另一方面在热处理的过程中可以阻碍晶粒的长 大,从而达到细晶强化的效果。金属元素与C的亲和力从大到小为 Ti>Zr>Nb>V>W,Mo>Cr>Mn>Fe。 (4)改变相图。如对不锈钢来说,添加奥氏体化元素,扩大(如C、N、Cu)或开启 (如Mn、Ni、Co)奥氏体区,从而得到室温奥氏体不锈钢。
钢中各合金元素的作用
2012年7月
一、基础知识
钢 铁
1、铁碳平衡相图*
(1)四个单相区+Fe3C,7个两相 区。 δ/γ/α-Fe是铁的单质,晶 体结构分别是体心立方、面心 立方、体心立方,图中δ/γ/α相 区实际上是含碳的固溶体,分 别称之为高温铁素体、奥氏体 (A)、铁素体(F),Fe3C又称渗 碳体。
各种金属元素在钢中的作用
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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。
D、钼提高钢的回火稳定性,作为单一合金元素存在时,增加钢的回火脆性;与铬、锰等并存时,钼又降低或抑止因其他元素所导致的回火脆性
(2)对钢的力学性能的作用
A、钼对铁素体有固溶强化作用.同时也提高碳化物的稳定性.从而提高钢的强度
B、钼对改善钢的延展性和韧性以及耐磨性起到有利作用
C、由于钼使形变强化后的软化和恢复温度以及再结晶温度提高,并强烈提高铁素体的蠕变抗力,有效抑制渗碳体在450-600℃下的聚集.促进特殊碳化物的析出,因而成为提高钢的热强性的最有效的合金元素
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
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
各元素在钢中的作用
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各元素在钢中的作用一、碳(C)碳在钢中那可是个相当重要的角色哟。
它就像钢的“骨架”一样,对钢的强度和硬度影响特别大。
当碳的含量增加时,钢的强度和硬度就会跟着上升呢。
比如说,像一些刀具、模具用的钢,里面碳的含量就相对较高,这样就能保证它们足够硬,在使用的时候不容易变形。
不过呢,碳含量也不能太高啦,要是太高了,钢的韧性和塑性就会变差,变得很脆,就像玻璃一样,稍微一受冲击就容易断裂。
一般来说,低碳钢的韧性和塑性就比较好,常常用来制造一些需要承受较大变形的零件,像汽车的车身框架啥的。
二、硅(Si)硅在钢里就像是个“强化剂”。
它能提高钢的强度和硬度,同时还能让钢在高温下更稳定。
想象一下,就好像给钢穿上了一层耐高温的“防护服”。
硅还能增加钢的弹性,让钢在受到外力作用后能更好地恢复原来的形状。
而且呀,硅还能提高钢的抗氧化能力,让钢不容易生锈。
在一些需要在高温环境下工作的零件,比如发动机的零部件,里面就常常会加入适量的硅。
三、锰(Mn)锰在钢中的作用那也是不容小觑的哟。
它能消除钢中的有害杂质,就像一个“清洁小卫士”,把钢里面那些影响性能的“坏家伙”都清理掉。
同时,锰还能提高钢的强度和硬度,让钢变得更结实。
另外,锰还能改善钢的加工性能,让钢在锻造、轧制等加工过程中更容易成型。
比如说,在制造建筑用的钢筋时,就会加入一定量的锰,这样钢筋的强度和韧性都能得到很好的保证。
四、磷(P)磷在钢中有点像个“双面间谍”。
在一般情况下,磷能提高钢的强度和硬度,让钢更耐磨。
但是呢,磷也有不好的一面,它会降低钢的韧性和塑性,使钢变得更脆。
所以呀,在炼钢的时候,对磷的含量控制得比较严格,不能让它“胡作非为”。
硫在钢中通常被认为是个“捣乱分子”。
它会降低钢的韧性和塑性,使钢在热加工的时候容易出现开裂的情况。
不过呢,在一些特殊的情况下,比如制造一些切削性能要求较高的钢时,会适当加入一些硫,因为硫能改善钢的切削性能,让钢在加工的时候更容易切削。
各种金属元素在钢中的作用
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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。
钢中各元素在钢中的作用2018.1.17
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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)。
(仅供参考)钢铁中各元素的作用
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各种元素在钢铁中的作用:
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。
各种元素在钢铁中的作用:
11、钨(W):钨熔点高,比重大,是贵 重的合金元素。钨与碳形成碳化钨有 很高的硬度和耐磨性。在工具钢中加 钨,可显著提高工具钢的红硬性和热 强性,常用作切削工具及锻模具材料 使用。
铁的分类:
白口铸铁、可锻铸铁、灰口铸铁、球墨铸 铁、蠕墨铸铁有何不同?
铸铁中的碳以石墨形态析出,若析出 的石墨几乎全部与铁形成碳化三铁时的铸 铁叫白口铸铁、白口铸铁经过石墨化退火 处理后叫可锻铸铁或玛钢、呈条片状时的 铸铁叫灰口铸铁或灰铸铁、呈球状时的铸 铁就叫球墨铸铁、而呈蠕虫状时的铸铁叫 蠕墨铸铁。
各种元素在钢铁中的作用:
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。
各种元素在钢铁中的作用:
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、铬元素。
各种元素在钢铁中的作用:
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淬 火而引起的脆性,在工具钢中可提高红硬 性。
各种元素在钢铁中的作用:
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,降低时效敏感性和冷脆性。改 善焊接性能。在1Cr18Ni9奥氏体不 锈钢中加入适当的钛,可避免晶间 腐蚀。
钢铁中各元素的作用
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铁的分类:
5、蠕墨铸铁:石墨形态介于片状和球状石 墨之间。蠕墨铸铁的石墨形态在光学显微 镜下看起来像片状,但不同于灰口铸铁的 是其片较短而厚、头部较圆(形似蠕虫) 。所以可以认为蠕虫状石墨是一种过渡型 石墨。通常蠕墨铸铁是铸造以前加蠕化剂 (镁或稀土)随后凝固而制得的。
各种元素在钢铁中的作用:
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,当含碳 量超过0.23%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%。含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。
铁的分类:
3、灰口铸铁;灰口铸铁是第一阶段石墨化 过程充分进行而得到的铸铁,全部或大部 分碳以片状石墨形态存在,它包括一般灰 口铸铁(简称灰铸铁)、孕育铸铁、稀土 灰口铸铁等。灰口铸铁其断口的外貌呈浅 灰色,故称为灰口铸铁(灰铁)。此价格 便宜,应用广泛,灰口铸铁占铸铁的总产 量80%以上。
铁的分类:
各种元素在钢铁中的作用:
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。
各种元素在钢铁的作用:
11、钨(W):钨熔点高,比重大,是贵 重的合金元素。钨与碳形成碳化钨有 很高的硬度和耐磨性。在工具钢中加 钨,可显著提高工具钢的红硬性和热 强性,常用作切削工具及锻模具材料 使用。
铁的分类:
1、白口铸铁:不含石墨的铸铁,碳以渗碳 体形态存在,几乎全部的碳都与铁形成碳 化三铁。具有很大的硬度和脆性。不能承 受冷加工,也不能承受热加工,只能直接 用于铸造状态,是一种良好抗磨材料。白 口铸铁包括普通白口铸铁、低合金白口铸 铁、中合金白口铸铁,高合金白口铸铁。
不同合金元素在钢铁中的作用
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不同合金元素在钢铁中的作用一、碳(C)在钢铁中的作用。
碳那可是钢铁中的“大明星”呀!它对钢铁的性能影响那叫一个大。
当碳的含量比较低的时候,钢铁的韧性和塑性就比较好,就像是个柔软又有弹性的小弹簧,能经受住不少折腾。
比如说一些建筑用的低碳钢,它就比较适合用来做一些需要承受较大变形而不破裂的结构件。
要是碳的含量增加了,钢铁的硬度和强度就会跟着上去,就像给钢铁穿上了一层坚硬的铠甲。
不过呢,这时候它的韧性和塑性就会下降啦,变得有点脆。
像刀具啊,就需要高碳钢,这样才能保证它足够锋利,切东西的时候杠杠的。
二、硅(Si)在钢铁中的作用。
硅这个家伙呢,也是钢铁里的“重要角色”。
它能提高钢铁的强度和硬度哦,就像给钢铁打了一针“强心剂”。
而且啊,硅还能增加钢铁的弹性极限,让钢铁在受力的时候能更好地恢复原状。
另外呢,硅还能提高钢铁的抗氧化能力。
想象一下,钢铁要是暴露在空气中,很容易就被氧化生锈了,就像人会长皱纹一样。
但是有了硅的帮忙,钢铁就能更好地抵抗这种“衰老”,延长使用寿命啦。
比如说在一些高温环境下工作的零件,就常常会用到含硅量比较高的钢铁。
三、锰(Mn)在钢铁中的作用。
锰就像是钢铁的“活力剂”。
它能消除钢铁中的有害杂质,让钢铁变得更加纯净。
同时呢,锰还能提高钢铁的强度和硬度,让钢铁更加坚韧。
而且锰还能降低钢铁的脆性转变温度,这是什么意思呢?就是说在比较低的温度下,钢铁也不容易变得很脆,还能保持一定的韧性。
这对于一些在寒冷环境下工作的设备来说,那可是非常重要的。
比如说北方冬天的一些工程机械,就需要用含锰量合适的钢铁来制造。
四、磷(P)在钢铁中的作用。
磷这个元素有点“调皮”哦。
在一般情况下,磷在钢铁中是个有害元素。
它会使钢铁的韧性和塑性降低,让钢铁变得很脆,就像一个易碎的玻璃一样。
所以在炼钢的时候,通常要尽量把磷的含量控制得低一些。
不过呢,在某些特殊的情况下,磷也能发挥一点“小作用”。
比如说在一些易切削钢中,适量的磷可以改善钢铁的切削性能,让加工起来更加容易。
各种化学元素在钢中的作用
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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
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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。
各元素在钢中的作用(粉末冶金)
![各元素在钢中的作用(粉末冶金)](https://img.taocdn.com/s3/m/9c0720debb0d4a7302768e9951e79b8969026840.png)
各元素在钢中的作用(粉末冶金)(一)、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。
(二)、C 扩大γ相区,但因渗碳体的形成,不能无限固溶。
在α铁及γ铁中的最大溶解度分别为0.02%及2.1% 随含量的增加,提高钢的硬度和强度,但降低其塑性和韧性(一)、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。
(二)、N 扩大γ相区,但由于形成氮化铁而不能无限固溶;在α铁及γ铁中的最大溶解度分别约0.1%及2.8%。
不形成碳化物,氮与钢中其他合金元素形成氮化物,如TiN,VN,AlN等,有固溶强化和提高淬透性的作用,但均不太显著。
由于氮化物在晶界上析出,提高晶界高温强度,从而增加钢的蠕变强度。
在奥氏体钢中,可以取代一部分镍。
与钢中其他元素化合,有沉淀硬化作用;对钢抗腐蚀性能的影响不显著,但钢表面渗氮后,不仅增加其硬度和耐磨性能,也显著改善其抗蚀性。
在低碳钢中,残余氮会导致时效脆性。
(三)、钢中添加N的作用炼钢过程中钢液从炉气中吸收氮1、钢液中溶解的氮在凝固过程中因溶解度降低而析出,并与钢中的Si、Al、Zr等元素化合,生成SiN、AlN 、ZrN等氮化物。
少量氮化物能细化钢的晶粒。
氮休物多时,会使钢的塑性和韧性降低。
2、氮属于扩大奥氏体区元素,在钢中可部分代替镍的作用,是铬锰氮不锈钢中的合金元素,,在超低碳不锈钢中,可代替碳的作用,提高钢的强度。
(一)、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%。
钢中各合金元素的作用
![钢中各合金元素的作用](https://img.taocdn.com/s3/m/dfed895a11a6f524ccbff121dd36a32d7375c71b.png)
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。
各元素在合金钢中的作用
![各元素在合金钢中的作用](https://img.taocdn.com/s3/m/cf3db82749d7c1c708a1284ac850ad02de8007cb.png)
各元素在合金钢中的作用合金钢由铁和其他元素组成,这些元素对合金钢的性能具有重要的影响。
在合金钢中,各元素的作用可以分为强化作用、抗腐蚀作用、抗磨损作用以及调节作用等。
强化作用是合金钢中各元素最重要的作用之一、添加一些合适的合金元素可以显著提高合金钢的强度、硬度和耐久性。
以下是一些常见的强化元素及其作用:1.碳(C):铁与碳的组合形成了最常见的钢。
碳可以增加钢的硬度和强度,并改善耐磨性。
高碳钢通常用于制造刀具和弹簧等需要高硬度和强度的产品。
2.硅(Si):硅可以有效地提高钢的强度和硬度,并有助于控制钢的晶粒尺寸。
硅还可以降低钢的热脆性。
3.锰(Mn):锰可以提高钢的韧性、硬度和强度,同时促进晶粒细化。
锰还有助于降低钢的热脆性。
4.铬(Cr):铬是一种常用的合金元素,可以提高钢的硬度、耐磨性和抗腐蚀性。
铬能够形成一层致密的氧化膜,称为“氧化铬膜”,有效地防止钢的进一步氧化和腐蚀。
5.钼(Mo):钼可以提高钢的强度、硬度和耐切削性能。
钼还可以提高钢的耐高温性能和抗腐蚀性。
6.钛(Ti):钛可以阻碍钢中的晶粒生长,从而细化钢的晶粒结构。
钛还可以提高钢的强度和耐腐蚀性。
抗腐蚀作用是另一个重要的元素作用。
以下是在合金钢中常用的抗腐蚀元素及其作用:1.镍(Ni):镍能够提高钢的耐腐蚀性。
镍在钢中的溶解度很高,能够有效地阻止钢的腐蚀。
2.钼:前面已经提到,钼可以提高钢的抗腐蚀性能,特别是在酸性和氯化物环境中。
3.铜(Cu):铜可以提供钢的抗腐蚀性能,特别是在含有硫酸和盐酸等化学物质的环境中。
抗磨损作用是另一个重要的元素作用。
以下是在合金钢中常用的抗磨损元素及其作用:1.钼:钼可以提高钢的耐磨性能,特别是在高温和高压力条件下。
2.钽(Ta):钽可以提高钢的抗磨损性能和耐高温性能。
3.铌(Nb)和钛:铌和钛可以用于合金钢中,以提高其耐磨性和耐热性。
最后,元素还可以用于调节合金钢的特性。
以下是一些常用的调节元素及其作用:1.硼(B):硼可以提高钢的硬度和强度,并有助于钢的热处理和淬火过程。
化学元素在钢材中的作用
![化学元素在钢材中的作用](https://img.taocdn.com/s3/m/2f9d25217375a417866f8fbd.png)
ALt的意思是全铝量。
钢中的含铝量有两种,酸溶铝(ALs)和氧化铝(ALo),两者之和就是ALt。
S在通常情况下是有害元素。
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。
P在一般情况下,是有害元素,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。
希望能帮到您元素在钢中的作用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。
各元素在高速钢中的作用
![各元素在高速钢中的作用](https://img.taocdn.com/s3/m/981668ae162ded630b1c59eef8c75fbfc67d9446.png)
各元素在高速钢中的作用高速钢是一种优质的工具钢,具有较高的硬度、抗磨损性和耐热性。
其主要成分包括碳、钼、钒、钨、铬和其他合金元素。
不同元素在高速钢中起到不同的作用,下面将详细介绍各元素的作用。
1.碳(C):碳是高速钢的主要合金元素之一、适量的碳含量能提高高速钢的硬度和强度。
碳与铁的固溶体形成固溶体强化,可以阻碍位错运动,提高高速钢的硬度。
但是过高的碳含量会导致高速钢产生脆性,因此碳含量应控制在0.7%-1.2%。
2.钼(Mo):钼是提高高速钢热硬性和耐热性的关键元素。
钼的主要作用是与碳形成碳化物,增加高速钢的硬度和强度。
此外,钼还能够抑制高温下奥氏体晶粒的长大,提高高速钢的耐热性。
通常,高速钢中的钼含量为3%-10%。
3.钒(V):钒是高速钢中的重要合金元素之一、钒能够与碳形成稳定的碳化物,进一步提高高速钢的硬度和热硬性。
此外,钒还能够改善高速钢的加工硬化性能,并提高高速钢的耐热性和耐磨性。
通常,高速钢中的钒含量为0.5%-6%。
4.钨(W):钨是高速钢中的重要合金元素之一、钨在高温下具有较高的熔点和较高的热稳定性,能够提高高速钢的耐热性和耐磨性。
此外,钨还能够与碳形成稳定的碳化物,提高高速钢的硬度和强度。
通常,高速钢中的钨含量为1%-21%。
5.铬(Cr):铬是高速钢中的重要合金元素之一、铬具有良好的耐腐蚀性和耐热性,可以提高高速钢的抗氧化性和耐磨性。
此外,铬还能够与碳形成稳定的碳化物,提高高速钢的硬度和强度。
通常,高速钢中的铬含量为3%-13%。
除了以上几种主要合金元素外,高速钢中还含有一些其他合金元素,如钴(Co)、镍(Ni)、锰(Mn)等。
这些元素主要起到合金调节剂的作用,可以改善高速钢的热硬性、强度和韧性。
综上所述,各元素在高速钢中的作用各不相同,但共同的目标是提高高速钢的硬度、强度、抗磨损性和耐热性。
合理控制各元素的含量和配比,可以制备出具有优异性能的高速钢。
钢中的主要元素及作用
![钢中的主要元素及作用](https://img.taocdn.com/s3/m/48ac9168ff4733687e21af45b307e87101f6f88a.png)
钢的主要元素及作用 一、碳
熔池中的 碳氧化脱除
达到所炼 钢种要求
钢的主要元素及作用 一、碳
增加钢的强度和硬度 对韧性产生不利影响
钢的主要元素及作用 一、碳
钢中的碳决定了熔炼和 热处理的温度制定
钢的主要元素及作用 一、碳
黏度 降低0.7%
[N]的溶解度 降低0.001%
密度减少 4kg/m3
[H]溶解度降低 0.4 cm3/100g
熔点降低 6.50C
每增0.1%的碳 钢的性质变化: 在16000C,[C]≤0.8%时
增大凝固区间 17.790C
钢的主要元素及作用 二、锰
略微提高钢的强度
一种非常弱的脱氧剂
消除钢中硫的 热脆倾向
钢的主要元素及作用 三、硅
钢中最基本的脱氧剂
提高钢的机械性能, 增加了钢的电阻和导磁性
一吨钢 加入量在 0.3-1.0kg
之间
钢的主要元素及作用 四、铝
凝固过程中 大量细小分散
的Al2O3 能细化晶粒
调整钢 晶粒度的 有效元素
THANKS
汇报人姓名
钢的主要元素及作用 三、硅
16000C纯铁中每增加1%的硅:
1
2
3
4
5
6
碳的 饱和 溶解度会 降低 0.294%
铁的 熔点 降低80C
密度 降低 80kg/m3
[N]的 饱和 溶解度 降低 0.003%
[H]降低 1.4cm3/100g
钢液的 收缩率 提高 2.05%
钢的主要元素及作用 四、铝
终脱氧剂
各元素在钢铁中的作用
![各元素在钢铁中的作用](https://img.taocdn.com/s3/m/1ac3bbc403d276a20029bd64783e0912a3167c67.png)
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。
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合金钢中各种元素的作用及其作用原理
(1)碳
碳是影响铸钢强度、硬度、韧性及淬透性、耐磨性的至关重要的元素。
碳量过高,热处理后形成的高碳马氏体硬度高,但韧性低,且热处理时易形成裂纹;碳量过低,硬度低,耐磨性不佳。
低温回火的0.2.0.5%C低合金钢中,拉伸强度与C的重量百分含量保持线性关系o。
(MPa)=2940×C+820这些C在M体中引起间隙固溶强化而达到超高强度,低温回火时,从M体中共格沉淀出Fe碳化物,但并未引致高强度的再升高。
增加C量几乎伤害强度以外的所有性能,所以在保证强度前提下应尽可能降低其含量。
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
硅在低合金高强度钢中显示出突出重要的作用。
硅在钢中不形成碳化物,而是以固溶体的形态存在于铁素体或奥氏体中。
它提高钢中固溶体的强度,其冷Dn-r变形硬化率的作用极强,仅次于磷,但同时也在一定程度上降低钢的韧性和塑性。
硅的含量若超过%,将显著降低钢的塑性、韧性和延展性。
硅能显著提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比。
硅能提高钢的退火、正火和淬火温度,降低碳在铁素体中的扩散速度,增Dn$11的回火稳定性。
硅还会恶化焊接性。
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
锰是好的脱氧剂和脱硫剂。
显著提高淬透性。
锰对钢的硬度和冲击韧度影响很大,硬度随锰含量的提高而上升,冲击韧度则随之下降。
锰和铁形成固溶体,提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度;同时又是碳化物形成元素,进入渗碳体中取代一部分铁原子,锰在钢中由于降低临界转变温度,起到细化珠光体作用,也间接地起到提高珠光体钢强度的作用。
锰还能显著降低钢的心l温度和奥氏体分解速度。
但是作为合金元素锰也有它不利的一面。
锰含量较高时,有使钢晶粒粗化的倾向,并增加钢的回火脆性敏感性。
冶炼浇铸和锻轧后冷却不当时,容易使钢产生白点。
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)铬
铬是耐磨材料的基本元素这一,主要作用是提高钢的淬透性,同时固溶强化基体,细化组织,显著改善钢的抗氧化作用,增加其抗腐蚀的能力,铬和铁形成连续固溶体,与碳形成多种化合物,铬的复杂碳化物(Cr,Fe)7C3对于钢的性能有显著的影响,特别是提高耐磨性,Cr与F e形成金属间化合物6相(FeCr)。
铬能显著增加钢的淬透性,但亦有增加钢的回火脆性的倾向。
铬提高钢的回火脆性,降低钢的马氏体点Ms。
提高强度和硬度。
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。
(5)镍
镍和碳不形成碳化物,它是形成和稳定奥氏体的主要合金元素。
在这方面的作用仅次于碳和氮。
镍与铁以互溶的形式存在于钢中的O【相和丫相中,使之强化,并通过细化a相中的晶粒,改善钢的低温性能,特别是韧性。
镍由于降低临界转变温度和降低钢中各元素的扩散速度,提高钢的淬透性。
镍在高含量时可显著改善钢和合金的一些物理性能。
镍在提高钢强度的同时,对钢的韧性、塑性能及其它工艺性能的损害较其它合金元素影响小。
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。
(6)钼
钼能显著提高钢的淬透性,其作用强于铬而次于锰。
提高钢的硬度和强度,冲击韧度在中等含量时取得最大值。
钼是中强碳化物形成元素,在钢中主要以碳化物的形式存在,弥散地分布在基体中强化基体,提高钢的硬度。
但是,随着钼含量的提高,钼碳化物的数量增多,分布在晶界处的碳化物对基体的割裂作用加强,导致钢的韧性下降。
钼在钢中还能够有效细化铸态组织,提高断面的均匀性;稳定提高回火稳定性,在相变过程中能减缓马氏体板状基体晶界碳化物的析出,从而改善钢的冲击韧度,提高综合性能。
与镍的添加相同,在其中一组成分中添加。
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。
(7)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。
(8)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。
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。
(9)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。
(10)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。
(11)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。
(12)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。
(13)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。
(14)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。
(15)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。
(16)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。
(17)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。