合金鋼中元素有那些作用 ?
為了合金化而加入的合金元素,*常用的有硅、錳、鉻、鎳、鉬、鎢、釩,
鈦,鈮、硼、鋁等。現分別說明它們在鋼中的作用。
1)硅
①提高鋼中固溶體的強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、屈服極限和屈強比;
③耐腐蝕性。硅的質量分數為 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,表面也將形成一層 SiO2 薄膜,從而提高鋼在
高溫時的抗氧化性。
缺點:使鋼的焊接性能惡化。
2)錳
①錳能提高鋼的淬透性。
②錳對提高低碳和中碳珠光體鋼的強度有顯著的作用。
③錳對鋼的高溫瞬時強度有所提高。
缺點:
①含錳較高時,有較明顯的回火脆性現象;
②錳有促進晶粒長大的作用,因此錳鋼對過熱較敏感 t 在熱處理工藝上必須
注意。這種缺點可用加入細化晶粒元素如鉬、釩、鈦等來克服:
③當錳的質量分數超過 1%時,會使鋼的焊接性能變壞
3)鉻在鋼中的作用
①鉻可提高鋼的強度和硬度。
②鉻可提高鋼的高溫機械性能。
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:
①是顯著提高鋼的脆性轉變溫度
②鉻能促進鋼的回火脆性。
4)鎳在鋼中的作用
①可提高鋼的強度而不顯著降低其韌性;
②鎳可降低鋼的脆性轉變溫度,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鉬對鐵素體有固溶強化作用。
②提高鋼熱強性
③抗氫侵蝕的作用。
④提高鋼的淬透性。
缺點:
鉬的主要不良作用是它能使低合金鉬鋼發生石墨化的傾向。
6)鎢在鋼中的作用
①提高強度
②提高鋼的高溫強度。
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鈦能改善鋼的熱強性,提高鋼的抗蠕變性能及高溫持久強度;
②并能提高鋼在高溫高壓氫氣中的穩定性。使鋼在高壓下對氫的穩定性高達
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象。因此,
鈦是鍋爐高溫元件所用的熱強鋼中的重要合金元素之一。
9)鈮在鋼中的作用
①鈮和碳、氮、氧都有極強的結合力,并與之形成相應的極為穩定的化合物,
因而能細化晶粒,降低鋼的過熱敏感性和回火脆性。
②有極好的抗氫性能。
③鈮能提高鋼的熱強性
10)硼在鋼中的作用 ;
①提高鋼的淬透性。
②提高鋼的高溫強度。強化晶界的作用。
11)鋁在鋼中的作用
①用作煉鋼時的脫氧定氮劑,細化晶粒,抑制低碳鋼的時效,改善鋼在低溫
時的韌性,特別是降低了鋼的脆性轉變溫度;
②提高鋼的抗氧化性能。曾對鐵鋁合金的抗氧化性進行了較多的研究;4%
AI 即可改變氧化皮的結構,加入 6%A1 可使鋼在 980C 以下具有抗氧化性。當鋁
和鉻配合并用時,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,仍具有相當好的抗氧化性。
由于鋁的這一作用,近年來,常把鋁作為合金元素加入耐熱鋼中。
③此外,鋁還能提高對硫化氫和 V2O5,的抗腐蝕性。
缺點:
② 脫氧時如用鋁量過多,將促進鋼的石墨化傾向。
②當含鋁較高時,其高溫強度和韌性較低
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