合金元素在钢中的作用
合金元素对钢的影响
合金元素对钢的影响
合金元素对钢的影响主要体现在以下几个方面：
1. 提升强度和硬度：合金元素如锰、硅、铬等，能有效增加钢的强度和硬度，使其更具耐磨性和耐久性。
这些元素在钢中以固溶体的形式存在，能提高钢的屈服点和抗拉强度。
2. 改善韧性：某些合金元素如钒、钛等，能细化钢的组织结构，从而提升其韧性。
它们在钢中形成碳化物，这些碳化物能有效地阻止裂纹扩展，从而增加钢的断裂抗力。
3. 改善工艺性能：合金元素可以改变钢的加工性能，例如改善铸造性能、焊接性能和切削性能等。
例如，磷可以提高钢的流动性，但过高的磷含量会导致钢的冷脆性增加。
4. 抗腐蚀性：合金元素如铬、镍等可以增加钢的抗腐蚀性。
它们在钢表面形成一层致密的氧化膜，能有效阻止进一步的氧化腐蚀。
5. 热处理性能：合金元素可以改变钢在热处理过程中的反应速度和效果。
例如，硅、锰等元素可以加速奥氏体化和冷却速度，而钛、钒等元素则可以减缓奥氏体化和冷却速度。
6. 改善磁性：一些合金元素如钴、铁等可以改变钢的磁性。
这些元素在钢中能影响铁磁畴的取向，从而改变其磁性能。
7. 降低导电性：合金元素如铜、镍等可以增加钢的导电性。
它们在钢中形成电子散射中心，增加电子的散射几率，降低电导率。
综上所述，合金元素对钢的影响是多方面的，可以根据实际需求选择添加合适的合金元素来优化钢的性能。
但需要注意的是，添加合金元素时需控制适当的比例，否则可能会产生反效果。
合金元素在钢中的作用
合金元素在钢中的作用Mn：1、在低含量范围（Mn≤0.2）内对钢具有很大的强化作用，提高强度、硬度和耐磨性。
降低钢的临界冷却速度。
2、提高钢的淬透性、稍稍改善钢的低温韧性任性。
3在高含量范围的作用主要奥氏体元素。
Si：1、强化铁素体提高钢的强度和硬度降低钢的临界冷却速度提高钢的淬透性。
2、提高钢在氧化性腐蚀介质中的耐蚀性提高钢的耐热性。
3、磁钢中的主要合金元素。
Cr：1、在低合金范围内，对钢有很大的强化作用，提高钢强度、硬度、耐磨性。
2、降低钢的临界冷却速度提高钢的淬透性。
提高钢的耐热性是耐热钢的主要合金元素。
3、在高合金范围内，使钢具有对强氧化性酸等腐蚀性介质的耐腐蚀能力。
Mo：1、强化铁素体，提高钢的强度、硬度。
2、降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性。
3、提高钢的耐热和高温强度，是热强钢重要合金元素。
Ni：1、提高钢的强度，而不降低其塑性。
2、降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性。
3、改善钢的低温韧性。
4、扩大奥氏体区，是奥氏体化的有效元素。
5、本身具有一定耐蚀性，对于一些还原性酸类（硫酸、盐酸）有良好的耐蚀能力。
V：1、在低含量（0.05-0.1% ）提高韧性，细化晶粒。
2、在高含量（>0.2%）时形成V4C3碳化物，提高热强性。
Al：1、炼钢中良好的脱氧作用。
2、细化晶粒，提高钢的强度。
3、提高钢的抗氧化性能，提高不锈钢对强氧化性酸类的耐蚀能力。
Ti、Nb：1、细化晶粒。
2、在不秀钢中改善抗晶间腐蚀的能力。
Cu：1、强化铁素体（质量分数<1.5%。
）2 、提高钢的耐蚀能力（特别是硫酸）。
3 、产生析出强化作用。
（>3.0% ）W：1 、细化晶粒。
2 、提高淬透性。
3 、生成热稳定碳化物和氮化物提高钢的热强性。
Re：1、炼钢中起脱硫去气净化钢液的作用。
2、细化晶粒改善铸态组织（缩小柱状晶区）。
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。
合金元素在钢中的作用完整版
合金元素在钢中的作用(完整版) 合金元素在钢中的作用钢是一种由铁和碳元素组成的合金，其含碳量通常在0.02%至2.1%的范围内。
在钢的生产过程中，添加其他合金元素可以显著改变钢的性能，以满足多样化的应用需求。
下面详细讨论了合金元素在钢中的主要作用。
1.碳（C）碳是钢中的主要合金元素，其作用主要是提高钢的硬度和强度。
随着碳含量的增加，钢的硬度、强度和耐磨性会提高，但其可塑性和韧性会降低。
过多的碳含量会导致钢的硬度过高，使得材料变得脆且难以加工。
2.锰（Mn）锰是一种可以替代部分铁的合金元素，能有效提高钢的强度和硬度。
同时，锰还可以改善钢的铸造和锻造性能，防止铁素体的过度形成，从而提高材料的韧性。
3.硅（Si）硅可以提高钢的硬度和强度，同时还可以增强钢的抗氧化性和抗腐蚀性。
然而，过量的硅会导致钢的韧性下降。
4.磷（P）和硫（S）磷和硫在钢中通常被视为杂质，因为它们会降低钢的韧性和耐腐蚀性。
然而，它们在某些情况下也可以提高钢的硬度和强度。
例如，磷在工具钢中可以提高其硬度和耐磨性。
5.铬（Cr）铬可以提高钢的硬度、强度和耐磨性，同时还可以提高钢的耐腐蚀性和抗氧化性。
在不锈钢中，铬的作用尤为重要，通常与氮、钼等元素共同作用，以提高不锈钢的强度和耐腐蚀性。
6.钼（Mo）钼可以提高钢的强度、硬度和耐腐蚀性，特别适用于制造热处理零件和高温用零件。
7.钨（W）钨是一种高熔点的合金元素，可以提高钢的热硬性和红硬性，使其在高温下仍能保持高强度和硬度。
这使得钨成为制造耐高温零件和工具的关键元素。
8.钒（V）和铌（Nb）钒和铌可以细化钢中的晶粒，提高材料的强度、硬度和韧性。
特别是在调质钢中，它们可以显著提高材料的综合性能。
9.钛（Ti）和铝（Al）钛和铝可以脱氧和去除杂质，提高钢的纯度，同时它们还可以形成强化相，提高钢的强度和硬度。
特别是在一些需要高强度的结构材料中，这些元素的作用尤为重要。
10.稀土元素（RE）稀土元素可以有效地改善钢的工艺性能、耐腐蚀性和抗氧化性。
合金元素在钢中的主要作用
合金元素在钢中的主要作用合金元素是指将两种或多种金属或非金属加入到基本金属中，以改变其物理、化学和机械性能的材料。
钢是一种合金，其中含有一定比例的碳和其他合金元素。
合金元素在钢中起到了重要的作用，使钢具有不同的特性和适用性。
首先，合金元素可以改变钢的力学性能。
例如，添加镍和铬可以增强钢的抗拉强度和硬度，使其具有更好的耐磨性和耐腐蚀性。
钴和钨的添加可以增强钢的抗磨性和高温强度，使其适用于高温工作环境。
钛和铌的加入可以改善钢的焊接性能，使其具有更好的可塑性和可加工性。
其次，合金元素可以改变钢的化学性质。
例如，锰的添加可以提高钢的硬化性能，促进碳的溶解和扩散。
磷和硫的加入可以改善钢的冷加工性能，使其具有更好的可塑性和可加工性。
硅的加入可以提高钢的热导率和抗腐蚀性能。
通过调整合金元素的含量和比例，可以满足不同要求的钢的化学性质。
此外，合金元素还可以改变钢的热性能。
例如，添加铝和钛可以提高钢的氧化稳定性，使其在高温环境下具有更好的耐热性。
镍和铜的加入可以改善钢的导热性能，在高温下具有更好的热传导性能。
铍和银的添加可以提高钢的导电性能，使其适用于电气工程。
同时，合金元素还可以改变钢的结构和相变性。
例如，钼和钒的加入可以改善钢的定向结构，提高其强度和塑性。
锑和铅的添加可以促进钢的相变行为，改善其物理性能。
通过对合金元素的选择和控制，可以调节钢的晶粒尺寸、晶界强度和晶界活性，从而改善钢的内部结构和力学性能。
综上所述，合金元素在钢中起着重要的作用，通过调节它们的含量和比例，可以改变钢的力学性能、化学性质、热性能和结构性能，使钢具有更好的性能和适用性。
合理的合金设计和控制是制造高品质钢材的关键。
合金元素在钢中的作用
1. 合金元素对钢性能的影响钢材中合金元素可以提高钢铁材料洁净度、均匀度、组织细度等影响材料性能，提高冶金行业资源、能源利用效率，实现节能、环保，促进钢铁行业可持续发展。
主要有以下几个方面：(1)结晶强化。
结晶强化就是通过控制结晶条件，在凝固结晶以后获得良好的宏观组织和显微组织，从而提高金属材料的性能。
它包括：(2)形变强化。
金属材料经冷加工塑性变形可以提高其强度。
这是由于材料在塑性变形后位错运动的阻力增加所致。
(3)固溶强化．通过合金化(加入合金元素)组成固溶体，使金属材料得到强化称为固溶强化。
(4)相变强化。
合金化的金属材料，通过热处理等手段发生固态相变，获得需要的组织结构，使金属材料得到强化，称为相变强化。
(5)晶界强化。
晶界部位的自由能较高，而且存在着大量的缺陷和空穴，在低温时，晶界阻碍了位错的运动，因而晶界强度高于晶粒本身；但在高温时，沿晶界的扩散速度比晶内扩散速度大得，晶界强度显著降低。
因此强化晶界对提高钢的热强性是很有效的。
硼对晶界的强化作用，是由于硼偏集于晶界上，使晶界区域的晶格缺位和空穴减少，晶界自由能降低；硼还减缓了合金元素沿晶界的扩散过程；硼能使沿晶界的析出物降低，改善了晶界状态，加入微量硼、锆或硼+锆能延迟晶界上的裂纹形成过程；此外，它们还有利于碳化物相的稳定。
(6)综合强化。
在实际生产上，强化金属材料大都是同时采用几种强化方法的综合强化，以充分发挥强化能力。
例如：1）固溶强化十形变强化，常用于固溶体系合金的强化。
2）结晶强化+沉淀强化，用于铸件强化。
3）马氏体强化+表面形变强化。
对一些承受疲劳载荷的构件，常在调质处理后再进行喷丸或滚压处理。
4）固溶强化+沉淀强化。
对于高温承压元件常采用这种方法，以提高材料的高温性能。
有时还采用硼的强化晶界作用，进一步提高材料的高温强度。
2.合金元素的存在形式根据合金元素与碳的作用不同，可将合金元素分为两大类：碳化物形成元素，它们比Fe具有更强的亲碳能力，在钢中将优先形成碳化物，依其强弱顺序为Zr、Ti、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe等，它们大多是过渡族元素，在周期表上均位于Fe的左侧；非碳化物形成元素，主要包括Ni、Si、Co、Al等，他们与碳一般不生成碳化物而固溶于固溶体中，或生成其它化合物如AlN，一般位于周期表的右侧。
合金元素在钢中的作用
合金元素在钢中的作用合金元素是指在钢中加入的其他金属或非金属元素，它们与铁元素和碳元素相互作用，从而改变钢的性能和性质。
合金元素的添加可以提高钢的强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性等，使钢具有更优异的性能，满足不同的使用要求。
以下是合金元素在钢中的一些常见作用：1.碳（C）：是钢中最主要的合金元素之一，加入合适的碳量可以提高钢的硬度和强度。
碳元素可以通过固溶强化的方式使钢的晶粒细化，从而提高钢的强度和硬度。
但是过高的碳含量会降低钢的塑性和耐热性。
2.硅（Si）：是一种强化和脱氧元素，常用于高碳钢和合金钢中。
硅可以增加钢的强度、硬度和耐磨性，促使钢的晶粒细化。
同时，硅还可以与氧结合，形成氧化物，从而脱除钢中的氧气。
3.锰（Mn）：是一种强化元素，常用于普通碳钢和低合金钢中。
与铁和碳相结合，形成硬化相，提高钢的硬度和强度。
锰还可以提高钢的韧性和抗冲击性，减少钢的冷脆性。
4.磷（P）：是一种脆化元素，过量磷会降低钢的塑性和韧性。
但适量的磷可以起到强化钢的作用，提高钢的硬度和强度。
5.硫（S）：是一种脆化元素，过量的硫会降低钢的韧性。
然而，适量的硫可以改善钢的切削加工性能，提高切削刃的寿命。
6.铬（Cr）：是一种耐腐蚀元素，主要用于不锈钢和耐热钢中。
铬与钢中的铁形成铬化铁，并形成致密的氧化铬膜，从而防止氧气和水的侵蚀，提高钢的耐腐蚀性。
7.镍（Ni）：是一种耐腐蚀和耐热元素，常用于不锈钢和耐热钢中。
镍可以改善钢的塑性、韧性和韧齿性，提高钢的耐腐蚀性和耐热性。
8.钼（Mo）：是一种强化元素，用于合金钢和高速钢中。
钼可以提高钢的强度、硬度和耐磨性，同时还能提高钢的耐热性和抗腐蚀性。
9.钒（V）：是一种强化元素，广泛应用于合金钢和高速钢中。
钒可以提高钢的强度、硬度和耐磨性，同时还能提高钢的耐高温性能。
10.铌（Nb）：是一种强化和固溶强化元素，常用于低合金钢和高强度钢中。
铌可以提高钢的强度和硬度，还能改善钢的焊接性能和耐腐蚀性。
合金元素对钢的影响和作用
合金元素对钢的影响和作用钢是由铁与一定量的碳组成的一种合金，它通过合金化的方法加入其他元素来改变其性能和结构。
合金元素对钢的影响和作用主要体现在以下几个方面：1.增强钢的硬度和强度：合金元素通过形成固溶体、细化晶粒和形成弥散的硬质相等方式，可以显著提高钢的硬度和强度。
其中，铬、钼、钒、钨等元素能够形成固溶体并加强晶体上的固溶体强化效应；而锰、镍等元素则能够细化晶粒；添加碳可以增加钢的淬透性，从而提高钢的硬度和强度。
2.提高钢的耐腐蚀性：合金元素可以改善钢的耐腐蚀性能。
例如，添加铬可以形成致密的氧化膜，抵御大气、水等介质中的腐蚀；添加镍能够提高钢的耐酸性和抗氢脆性；添加钼可以提高钢的抗氯离子腐蚀性能等。
3.提高钢的热强度和耐热性：合金元素可以提高钢的抗高温氧化和热加工性能。
例如，添加铬、铝等元素可以形成致密的氧化膜，提高钢的耐高温氧化能力；添加钨、钼等元素能够提高钢的耐高温强度和耐热疲劳性能。
4.改善钢的冷热加工性能：添加适量的合金元素可以改善钢的冷热加工性能。
例如，添加铌、钒等元素可以细化晶粒，改善钢的冷加工硬化性能；添加锰、铬等元素可以降低冷脆性，增加钢的冷加工塑性等。
5.调整钢的组织和相变温度：合金元素还能够调整钢的组织和相变温度。
例如，添加铌、钒等元素可以提高钢的相变温度，防止低温组织相变；添加碳可以调整钢的组织结构，使其形成马氏体、贝氏体、奥氏体等不同的组织结构。
6.改善钢的磁性能：添加合适的合金元素可以改善钢的磁性能。
例如，添加铁、镍等元素可以提高钢的磁导率和饱和磁感应强度，从而改善钢的磁性能。
7.提高钢的耐磨性和耐磨损性：合金元素可以提高钢的耐磨性和耐磨损性。
例如，添加硼、钛等元素可以形成高硬度的碳化物，从而显著提高钢的耐磨性；添加铬、钼等元素可以提高钢的抗磨损性能。
总之，合金元素对钢的影响和作用是多方面的，可以显著提高钢的强度、硬度、耐腐蚀性、耐热性、冷热加工性能、组织和相变温度、磁性能、耐磨性和耐磨损性等。
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了合金化而加入的合金元素,最常用的有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒,钛,铌、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与冷加工硬化程度使钢的韧性与塑性降低。
(2) 硅能显著地提高钢的弹性极限、屈服极限与屈强比,这就是一般弹簧钢。
(3)耐腐蚀性。
硅的质量分数为15％一20％的高硅铸铁,就是很好的耐酸材料。
含有硅的钢在氧化气氛中加热时,表面也将形成一层SiO2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、锰在钢中的作用(1)锰提高钢的淬透性。
(2)锰对提高低碳与中碳珠光体钢的强度有显著的作用。
(3)锰对钢的高温瞬时强度有所提高。
锰钢的主要缺点就是,①含锰较高时,有较明显的回火脆性现象;②锰有促进晶粒长大的作用,因此锰钢对过热较敏感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钼、钒、钛等来克服:⑧当锰的质量分数超过1％时,会使钢的焊接性能变坏,④锰会使钢的耐锈蚀性能降低。
3、铬在钢中的作用(1)铬可提高钢的强度与硬度。
(2)铬可提高钢的高温机械性能。
(3)使钢具有良好的抗腐蚀性与抗氧化性(4)阻止石墨化(5)提高淬透性。
缺点:①铬就是显著提高钢的脆性转变温度②铬能促进钢的回火脆性。
4、镍在钢中的作用(1)可提高钢的强度而不显著降低其韧性。
(2)镍可降低钢的脆性转变温度,即可提高钢的低温韧性。
(3)改善钢的加工性与可焊性。
(4)镍可以提高钢的抗腐蚀能力,不仅能耐酸,而且能抗碱与大气的腐蚀。
5、钼在钢中的作用(1)钼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:钼的主要不良作用就是它能使低合金钼钢发生石墨化的倾向。
6、钨在钢中的作用(1) 提高强度(2)提高钢的高温强度。
(3)提高钢的抗氢性能。
(4)就是使钢具有热硬性。
因此钨就是高速工具钢中的主要合金元素。
7、钒在钢中的作用(1)热强性。
(2)钒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。
使钢在高压下对氢的稳定性高达600℃以上,在珠光体低合金钢中,钛可阻止钼钢在高温下的石墨化现象。
因此,钛就是锅炉高温元件所用的热强钢中的重要合金元素之一。
9、铌在钢中的作用(1)铌与碳、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,降低钢的过热敏感性与回火脆性。
(2)有极好的抗氢性能。
(3)铌能提高钢的热强性10、硼在钢中的作用 ;(1)提高钢的淬透性。
(2)提高钢的高温强度。
强化晶界的作用。
11、铝在钢中的作用(1)用作炼钢时的脱氧定氮剂,细化晶粒,抑制低碳钢的时效,改善钢在低温时的韧性,特别就是降低了钢的脆性转变温度;(2)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;4％AI即可改变氧化皮的结构,加入6％A1可使钢在980C以下具有抗氧化性。
当铝与铬配合并用时,其抗氧化性能有更大的提高。
例如,含铁50％一55％、铬30％一35％、铝10％一15％的合金,在1 400C高温时,仍具有相当好的抗氧化性。
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。
(3)此外,铝还能提高对硫化氢与V2O5的抗腐蚀性。
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.其高温强度与韧性较低。
氮(N):氮能提高钢的强度,低温韧性与焊接性,增加时效敏感性。
时效硬化就就是钢材在热处理后的放置过程中内部组织发生变化,通常就是第二相的析出导致的钢材在放置后比放置前变硬的现象,通常有室温时效与人工时效两种,两者的区别就是时效温度的不同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、N)与位错交互作用,“钉扎”位错阻止变形的物理本质,从而导致强度提高,韧性下降的力学冶金现象。
如果钢中的自由碳、氮浓度足够大,就会在变形过程中,强度迅速提高,延性急剧下降,以致脆化。
这一过程决定于碳、氮,主要就是氮的浓度、温度与变形速率。
溶质原子与各种位错均能发生反应,断裂就是快速传递的。
应变时效脆化事故,往往就是灾难性的,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,都要求抗应变时效性。
采用模拟应变时效状态:一般就是施以10%的塑性变形,然后在100℃加热不大于12h时效,空冷至室温继续变形至断裂,检测应变时效性能。
螺纹钢筋的标准方法就是反弯试验,试验方法在国际标准与发达国家的标准中都有规定。
方法就是正弯(按规定弯曲半径)90°后,100℃加热不大于2h,空冷至室温后,反向弯曲20°。
观察弯曲面,如果断或裂,均为应变时效脆化的反应。
应变时效性就是由钢中间隙溶质碳、氮原子引起,主要就是氮。
碳在100℃以下的作用就是微弱的。
成分设计的中心内容就是降低游离氮含量,达到无时效的水平。
铁中有0、0001%(1ppm)的氮即出现时效现象,而0、002%应变时效就达到最大值。
以当前炼钢技术,达到这个水平,在经济上不现实,普遍的就是0、005%～0、006%。
冶金学家的方法就是加入固定氮元素,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与偏析,使珠光体均匀化2、可以提高钢材的强度,硬度3、消除内应力保证钢材的公差尺寸铜就是奥氏体形成元素。
由于铜有石墨化作用,所以其加入低碳钢中,并且数量不大于1、5%铜的主要作用就是:1、改善耐蚀能力。
低碳钢含铜1％,抵抗大气腐蚀较不含铜的高出4倍。
不锈钢中加铜3－4％,也有帮助不锈钢防蚀作用。
可以增加钢的强度,不宜超过0、2％。
2、借助沉淀硬化来提高合金的抗拉强度。
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。
4、在碳钢中它提高淬透性并降低延展性。
钢中加入Cu的作用:1、耐候钢使用,提高耐大气腐蚀能力,我个人认为作用有限,就就是省钱;2、提高钢的深冲性能,如0Cr18Ni9Cu3,可以做成各种耐蚀的铆钉。
3、作为强化元素加入,如0Cr17Ni4Cu4Nb(17－4PH),15－5PH,起到沉淀硬化的作用。
3、在抗菌不锈钢中加入,特殊处理后,析出相有较好的杀菌作用。
碳(C):就是对钢的性能影响最大的基本元素。
不同的碳含量依据钢中杂质元素含量与轧后冷却条件的不同对于钢的性能影响就是不同的,随着钢中碳含量的增加,碳钢在热轧状态下的硬度直线上升,塑性与韧性降低。
在亚共析范围内,碳对抗拉强度的影响就是,随着碳含量增加,抗拉强度不断提高,超过共析范围后,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,含碳量增加时碳钢的耐蚀性降低,同时碳也使碳钢的焊接性能与冷加工(冲压、垃拔)性能变坏。
硅(Si):硅在碳钢的含量≤0、50％。
硅也就是钢中的有益元素。
在沸腾钢中,含硅量很低,硅就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,钢的面缩率与冲击韧性显著降低。
锰(Mn):在碳钢中,锰就是有益元素。
锰就是作为脱氧除硫的元素加入到钢中的。
对于镇静钢来说,锰可以提高硅与铝的脱氧效果,可以同硫形成硫化锰,相当程度上降低硫在钢中的危害。
锰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与强度,原因就是锰溶入铁素体中引起固溶强化。
因此,精炼过程中要按照技术要求严格稳定控制各炉次的锰含量。
磷(P):一般来说,磷就是钢中的有害元素。
它来源于矿石与生铁等炼钢原料。
磷能提高钢的强度,但使塑性与韧性降低,特别就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)。
由于磷的有害影响,同时考虑到磷有较大的偏析,因而对其含量要严格的控制。
但就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,还利用磷的其她一些有益作用,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工性,减少热轧薄板的粘结等。
硫(S):一般来说,硫就是有害元素,她主要来自于炼铁、炼钢时加入的原材料与燃烧产物,二氧化硫。
硫最大的为危害就是引起钢在热加工时开裂,即产生所谓的热脆。
硫能提高钢材的切削加工性,这就是硫的有益作用。
氮(N):钢中的氮来自炉料,同时,在冶炼、浇铸时钢液也会从炉气与大气中吸收氮。
氮引起碳钢的淬火时效与形变时效,从而对碳钢的性能发生显著的影响。
由于氮的时效作用,钢的硬度、强度固然提高,但就是塑性与韧性降低,特别就是在形变时效的情况下,塑性与韧性的降低比较显著。
因此,对于普通低合金钢来说,时效现象就是有害的,因而氮就是有害元素。
但对于一些细晶粒钢以及含钒、铌钢,由于氮化物的强化细化晶粒作用,氮成为有益元素。
另外,作为合金元素,氮在不锈耐酸钢中得到应用,此外,氮化处理方法能使机器零件获得极好的综合力学性能,从而使零件的使用寿命延长。
氢(H):钢中的氢就是由锈蚀含水的炉料或从含有水蒸气的炉气中吸收的。
氢对钢的危害就是很大的。
一就是引起氢脆,即在低于钢材极限应力的作用下,经一定的时间后,在无任何预兆的情况下突然断裂,往往造成灾难性的后果。
二就是导致钢材内部产生大量细微裂纹缺陷——白点,在钢材纵端面上呈光滑的银白的斑点,在酸洗后的端面上呈较多的发丝状裂纹,白点使钢材的延伸率显著下降,尤其就是端面收缩率与冲击韧性降低得更多,有时可能接近于零值。
因此具有白点的钢就是不能用的,这类缺陷主要发生在合金钢中。
氧(O)及其她非金属夹杂物:氧在钢中的溶解度很低,几乎全部以氧化物夹杂形式存在于钢中,如FeO、AL2O3、MnO、CaO、MgO等。
除此之外,钢中还存在FeS、MnS、硅酸盐、氮化物及磷化物等。
这些夹杂物破坏了钢的基体的连续性,在静载荷与动载荷的情况下往往成为裂纹的起点。
这些非金属夹杂物的各种状态不同程度的影响到钢的各种性能,尤其就是对于钢的塑性、韧性、疲劳强度与抗腐蚀性等危害很大。
因此,对于非金属夹杂物应严格控制。
求主要取决于它的组织结构。
大量的生产实践表明,钢的组织对钢性能的影响起着决定性的作用,而钢的组织又主要取决于它的化学成分与加工的生产工艺过程以及相应的热处理状态。
此外,还与钢中气体与非金属夹杂物的含量及其她的冶金缺陷有关。
一、合金元素对钢力学性能的影响由于合金钢的种类很多,且不同钢种的化学成分具有不同的规格范围,而某一元素与其她元素共同配合又组成一定的相,才使钢具有一定的力学性能。