合金元素在钢中的作用完整版

了合金化而加入的合金元素，最常用的有硅、猛、珞、線、钳、鹄、帆，钛，锐、硼、铝等。现分别说明它们在钢中的作用。

1、硅在钢中的作用：

（1）提高钢中固溶体的强度和冷加工硕化程度使钢的韧性和塑性降低。

（2）硅能显著地提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比，这是一般弹簧钢。（3）耐腐蚀性。硅的质量分数为15% — 20%的高硅铸铁，是很好的耐酸材料。含有硅的钢在氧化气氛中加热时，表面也将形成一层Si02薄膜，从而提高钢在高温时的抗氧化性。

缺点：（4）使钢的焊接性能恶化。

2、镭在钢中的作用

（1）镭提高钢的淬透性。

（2）镭对提高低碳和中碳珠光体钢的强度有显著的作用。

（3）镭对钢的高温瞬时强度有所提高。

镭钢的主要缺点是，①含猛较高时，有较明显的回火脆性现象；②镭有促进晶粒长大的作用，因此镭钢对过热较敬感t在热处理工艺上必须注意。这种缺点可用加入细化晶粒元素如钮、飢、钛等来克服：⑧当镭的质量分数超过1%时, 会使钢的焊接性能变坏，④镭会使钢的耐锈蚀性能降低。

3、珞在钢中的作用

（1）珞可提高钢的强度和硬度。

（2）珞可提高钢的高温机械性能。

（3）使钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性

（4）阻止石墨化

（5）提高淬透性。

缺点：①辂是显著提高钢的脆性转变温度②辂能促进钢的回火脆性。4、W 在钢中的作用

（1）可提高钢的强度而不显著降低其韧性。

（2）银可降低钢的脆性转变温度，即可提高钢的低温韧性。

（3）改善钢的加工性和可焊性。

（4）银可以提高钢的抗腐蚀能力，不仅能耐酸，而且能抗碱和大气的腐8 /I 蚀。

5、钮在钢中的作用

（1）铝对铁素体有固溶强化作用。

（2）提高钢热强性

（3）抗氢侵蚀的作用。

（4）提高钢的淬透性。

缺点：钮的主要不良作用是它能使低合金钳钢发生石墨化的倾向。6、钩在钢中的作用

（1）提高强度

（2）提高钢的高温强度。

（3）提髙钢的抗氢性能。

（4）是使钢具有热硬性。因此餌是高速工具钢中的主要合金元素。7、帆在钢中的作用

（1）热强性。

（2「饥能显著地改善普通低碳低合金钢的焊接性能。8、钛在钢中的作用

（1）钛能改善钢的热强性，提高钢的抗蠕变性能及高温持久强度；（金.属材料长期在高温条件下受热应力的作用而产生缓慢、连续的塑性变形的现象，•叫金属的蠕变）

（2）并能提高钢在高温高压氢气中的稳定性。使钢在高圧下对氢的稳定性高达600C以上，在珠光体低合金钢中，钛可阻止窃钢在高温下的石墨化现象。因此，

钛是锅炉高温元件所用的热强钢中的重要合金元素之一。

9、規在钢中的作用

（1）規和碳、氮、氧都有极强的结合力，并与之形成相应的极为稳定的化合物，因而能细化晶粒，降低钢的过热敬感性和回火脆性。

（2）有极好的抗氢性能。

（3）規能提高钢的热强性

10、硼在钢中的作用；

（1）提髙钢的淬透性。

（2）提高钢的高温强度。强化晶界的作用。

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、铝在钢中的作用11用作炼钢时的脱氧定氮剂，细化晶粒，抑制低碳钢

的时效，改善钢在（1）

低温时的韧性，特别是降低了钢的脆性转变温度；提高钢的抗氧化性能。曾对铁铝合金的抗氧化性进行了较多的研究；（2）

以下具有抗氧化性。A1 %可使钢在980C4%AI即可改变氧化皮的结构，加入6%、50%-55当铝和辂配合并用时，其抗氧化性能有更大的提高。例如，含铁高温时，仍具有相当好的抗％的合金，在1 400C15% — 35%、铝10% —珞30氧化性。由于铝的这一作用，近年来，常把铝作为合金元素加入耐热钢中。V205的抗腐蚀性。（3）此外，铝还能提高对硫化氢和缺点：①脱氧时如用铝量过多，将促进钢的石墨化倾向。②当含铝较高

时.其高温强度和韧性较低。氮能提高钢的强度，低温韧性和焊接性，增加时效敏感性。氮（N）:通常是第二时效硬化就是钢材在热处理后的放置过程中内部组织发生变化，通常有室温时效和人丄时效相的析出导致的钢材在放置后比放置前变硬的现象，两种，两者的区别是时效温度的不同）与'钢的应变时效定义为塑性变形时或变形后，固溶状态的间隙溶质（C、韧性下位错交互作用钉扎” 位错阻止变形的物理本质，从而导致强度提高，降的力学冶金现象。

强度迅速提高，氮浓度足够大，就会在变形过程中，如果钢中的自山碳、延性急剧下降，以致脆化。这一过程决定于碳、氮，主要是氮的浓度、温度和变应变时效脆化断裂是快速传递的。形速率。溶质原子与各种位错均能发生反应，事故，往往是灾难性的，顷刻间发生，防不胜防。为确保建筑的安全，建筑用钢，如螺纹钢筋在实际使用中，都要求抗应

100°C10%的塑性变形，然后在变时效性。采用模拟应变时效状态：一般是施以螺纹钢空冷至室温继续变形至断裂，加热不大于12h时效，检测应变时效性能。筋的标准

方法是反弯试验，试验方法在国际标准和发达国家的标准中都有规定。

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,空冷至方法是正弯（按规定弯曲半径）90°后，100°C加热不大于2h

20°。观察弯曲面，如果断或裂，均为应变时效脆化的反应。室温后，反向弯曲

100°C以下的应变时效性是山钢中间隙溶质碳、氮原子引起，主要是氮。碳在铁成分设计的中心内容是降低游离氮含量，达到无时效的水平。作用是微弱的。应变时效就达到最大值。）的氮即岀现时效现象，而0. 002%中有0. 0001%（lppmo〜0. 006%以当前炼钢技术，达到这个水平，在经济上不现实，普遍的是0. 005%冶金学家的方法是加入固定氮元素，使钢中的起时效作用的游离氮浓度接近于

“0”。目的：1 •改善热轧过程中产生的内应力和偏析，使珠光体均匀化

可以提高钢材的强度，硬度2 •消除内应力保证钢材的公差尺寸3 •并且数所以其加入低碳钢中，铜是奥氏体形成元素。由于铜有石墨化作用,1.5% 量不大于％,抵抗大气腐蚀较不含铜1铜的主要作用是：1、改善耐蚀能力。低碳钢含铜％，也有帮助不锈钢防蚀作用。一4的高出4倍。不锈钢中加铜3、借助沉淀硬化来提高合金的抗拉强度。20.2%。可以增加钢的强度，不宜超过在碳钢中它提4、3、铜在那些不发生沉淀硬化的钢中能够轻微的提高屈服强度。、耐候钢使用，提高耐大气腐蚀的作用：1高淬透性并降低延展性。钢中加入Cu, 0Crl8Ni9Cu3、2提高钢的深冲性能，如能力，我个人认为作用有限，就是省钱；,）-4PH作为强化元素加入八如0Crl7Ni4Cu4Nb（17可以做成各种耐蚀的钏钉。3、在抗菌不锈钢中加入，特殊处理后，析岀相，起到沉淀硬化的作用。315-5PH有较好的杀菌作用。）：碳（C不同的碳含量依据钢中杂质元素含量和轧后是对钢的性能影响最大的基本元素。碳钢在热随着钢中碳含量的增加，冷却条件的不同对于钢的性能影响是不同的，的抗拉强度在亚共析范围内，轧状态下的硬度直线上升，塑性和韧性降低。碳对影响是，随着碳含量增加，抗拉强度不断提高，超过共析范砌后，抗拉强度随碳含量的增加减缓，最后发展到随碳含量的增加抗拉强度降低。另外，含碳量增加8

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时碳钢的耐蚀性降低，同时碳也使碳钢的焊接性能和冷加工（冲压、垃拔）性能变坏。

硅（Si）：

硅在碳钢的含量W0.50%。硅也是钢中的有益元素。在沸腾钢中，含硅量很低，硅是作为脱氧元素加入到钢中。在镇静钢中硅的含量一般为0. 12〜0.37%。硅增大了钢液的流动性，除了形成非金属夹杂外，硅溶于铁素

体中。随着硅含量的提高，钢的抗拉强度提高，屈服点提高，伸长率下降，钢的面缩率和冲击韧性显著降低。

镭（Mn）：

在碳钢中，镭是有益元素。镭是作为脱氧除硫的元素加入到钢中的。对于镇静钢来说，猛可以提高硅和铝的脱氧效果，可以同硫形成硫化镭，相当程度上降低硫在钢中的危害。镭对碳钢的力学性能有良好的影响，它能提高钢热轧后的硬

度和强度，原因是镭溶入铁素体中引起固洛强化。因此，精炼过程中要按照技术要求严格稳定控制各炉次的镭含量。

磷（P）:

一般来说，磷是钢中的有害元素。它来源于矿石和生铁等炼钢原料。磷能提高钢的强度，但使塑性和韧性降低，特别是使钢的脆性转折温度急剧上升，即提高钢的冷脆性（低温变脆）。山于磷的有害影响，同时考虑到磷有较大的偏析，因而对其含量要严格的控制。但是在含碳量比较低的钢种中，磷的冷脆危害比较小。在这种情况下，可以用磷来提高钢的强度，如鞍钢生产的高强度IF钢就需要加入磷。另外，在适当的情况下，还利用磷的其他一些有益作用，如增加钢的抗大气腐蚀能力，如集装箱用钢;提高磁性，如电工硅钢；改善钢材的易切削加