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幾種常用合金元素在鋼中的作用

閱讀:2694      發(fā)布時(shí)間:2012-12-24
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為了合金化而加入的合金元素,zui常用的有硅、錳、鉻、鎳、鉬、鎢、釩,鈦,鈮、硼、鋁等?,F(xiàn)分別說(shuō)明它們?cè)阡撝械淖饔谩?/span>

    1、硅在鋼中的作用:

    (1)提高鋼中固溶體的強(qiáng)度和冷加工硬化程度使鋼的韌性和塑性降低。

    (2) 硅能顯著地提高鋼的彈性極限、屈服極限和屈強(qiáng)比,這是一般彈簧鋼。

    (3)耐腐蝕性。硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%一20%的高硅鑄鐵,是很好的耐酸材料。含有硅的鋼在氧化氣氛中加熱時(shí),表面也將形成一層SiO2薄膜,從而提高鋼在高溫時(shí)的抗氧化性。

    缺點(diǎn):(4)使鋼的焊接性能惡化。

    2、錳在鋼中的作用

    1)錳提高鋼的淬透性。

    2)錳對(duì)提高低碳和中碳珠光體鋼的強(qiáng)度有顯著的作用。

    3)錳對(duì)鋼的高溫瞬時(shí)強(qiáng)度有所提高。

    錳鋼的主要缺點(diǎn)是,①含錳較高時(shí),有較明顯的回火脆性現(xiàn)象;②錳有促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大的作用,因此錳鋼對(duì)過(guò)熱較敏感t在熱處理工藝上必須注意。這種缺點(diǎn)可用加入細(xì)化晶粒元素如鉬、釩、鈦等來(lái)克服:⑧當(dāng)錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)1%時(shí),會(huì)使鋼的焊接性能變壞,④錳會(huì)使鋼的耐銹蝕性能降低。

    3、鉻在鋼中的作用

    1)鉻可提高鋼的強(qiáng)度和硬度。

    2)鉻可提高鋼的高溫機(jī)械性能。

    3)使鋼具有良好的抗腐蝕性和抗氧化性

    4)阻止石墨化

    5)提高淬透性。

    缺點(diǎn):①鉻是顯著提高鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度②鉻能促進(jìn)鋼的回火脆性。

    4、鎳在鋼中的作用

    1)可提高鋼的強(qiáng)度而不顯著降低其韌性。

    2)鎳可降低鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度,即可提高鋼的低溫韌性。

    3)改善鋼的加工性和可焊性。

    4)鎳可以提高鋼的抗腐蝕能力,不僅能耐酸,而且能抗堿和大氣的腐蝕。

    5、鉬在鋼中的作用

    1)鉬對(duì)鐵素體有固溶強(qiáng)化作用。

    2)提高鋼熱強(qiáng)性

    3)抗氫侵蝕的作用。

    4)提高鋼的淬透性。

    缺點(diǎn):鉬的主要不良作用是它能使低合金鉬鋼發(fā)生石墨化的傾向。

    6、鎢在鋼中的作用

    (1) 提高強(qiáng)度

    2)提高鋼的高溫強(qiáng)度。

    3)提高鋼的抗氫性能。

    4)是使鋼具有熱硬性。因此鎢是高速工具鋼中的主要合金元素。

    7、釩在鋼中的作用

    (1)熱強(qiáng)性。

    2)釩能顯著地改善普通低碳低合金鋼的焊接性能。

    8、鈦在鋼中的作用

    1)鈦能改善鋼的熱強(qiáng)性,提高鋼的抗蠕變性能及高溫持久強(qiáng)度;

    2)并能提高鋼在高溫高壓氫氣中的穩(wěn)定性。使鋼在高壓下對(duì)氫的穩(wěn)定性高達(dá)600以上,在珠光體低合金鋼中,鈦可阻止鉬鋼在高溫下的石墨化現(xiàn)象。因此,鈦是鍋爐高溫元件所用的熱強(qiáng)鋼中的重要合金元素之一。

    9、鈮在鋼中的作用

    1)鈮和碳、氮、氧都有*的結(jié)合力,并與之形成相應(yīng)的極為穩(wěn)定的化合物,因而能細(xì)化晶粒,降低鋼的過(guò)熱敏感性和回火脆性。

    (2)有*的抗氫性能。

    (3)鈮能提高鋼的熱強(qiáng)性

    10、硼在鋼中的作用

    1)提高鋼的淬透性。

    2)提高鋼的高溫強(qiáng)度。強(qiáng)化晶界的作用。

    11、鋁在鋼中的作用

    (1)用作煉鋼時(shí)的脫氧定氮?jiǎng)?xì)化晶粒,抑制低碳鋼的時(shí)效,改善鋼在低溫時(shí)的韌性,特別是降低了鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度;

    (2)提高鋼的抗氧化性能。曾對(duì)鐵鋁合金的抗氧化性進(jìn)行了較多的研究;4AI即可改變氧化皮的結(jié)構(gòu),加入6A1可使鋼在980C以下具有抗氧化性。當(dāng)鋁和鉻配合并用時(shí),其抗氧化性能有更大的提高。例如,含鐵50%一55%、鉻30%一35%、鋁10%一15%的合金,在1 400C高溫時(shí),仍具有相當(dāng)好的抗氧化性。由于鋁的這一作用,近年來(lái),常把鋁作為合金元素加入耐熱鋼中。

    (3)此外,鋁還能提高對(duì)硫化氫和V2O5的抗腐蝕性。

缺點(diǎn):①脫氧時(shí)如用鋁量過(guò)多,將促進(jìn)鋼的石墨化傾向。②當(dāng)含鋁較高時(shí).其高溫強(qiáng)度和韌性較低。

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