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钢材知识合金元素在合金钢中的作用

点击次数:203   更新时间:2022-10-02      来源:本站

1、碳(C):提高钢中的碳含量,提高屈服点和抗拉强度,但降低塑性和冲击性。焊接碳含量一般不超过0.20%的低合金结构钢。含碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀性能,露天堆场的高碳钢容易生锈,碳会增加钢的冷脆性和时效敏感性。
2、硅(Si):在炼钢过程中,加入硅作为还原剂和脱氧剂,因此镇静钢中的硅含量为0.15-0.30%。当钢中的硅含量超过0.50-0.60%时,硅被认为是一种合金元素。硅被广泛用作弹簧钢,因为它可以大大提高钢的弹性极限、屈服点和抗拉强度。在调质结构钢中添加 1.0-1.2% 的硅可提高 15-20% 的强度。通过将硅与钼、钨、铬等结合,可以提高耐腐蚀性和抗氧化性,可以生产耐热钢。硅含量在1-4%的低碳钢具有非常高的磁导率,在电气工业中用于生产硅钢片。随着硅量的增加,钢的可焊性降低。
3、锰(Mn):在炼钢过程中,锰是一种很好的脱氧和脱硫剂,钢中通常含有0.30-0.50%的锰。当碳钢中添加0.70%以上的锰时,称为“锰钢”,与普通钢相比,不仅具有足够的韧性,而且具有更高的强度和硬度,提高钢的淬透性,提高热可操作性。你可以。钢的工作性能,如16Mn钢的屈服点比A3高40%。含锰11-14%的钢具有非常高的耐磨性,用于挖掘机铲斗和球磨机衬板。锰含量增加会削弱钢的耐腐蚀性,降低焊接性能。

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4、磷(P):一般来说,磷是钢中的有害元素,会增加钢的冷脆性,使焊接性能变差,降低塑性,使冷弯性能变差。因此,钢中的磷含量一般应小于0.045%,对优质钢的要求较低。
5、硫(S):硫在正常情况下也是一种有毒元素。它使钢热脆,降低钢的延展性和韧性,在锻压和轧制过程中引起裂纹。硫也不利地影响可焊性并降低耐腐蚀性。所以一般硫含量应小于0.055%,高等级钢应小于0.040%。在钢中添加 0.08-0.20% 的硫可提高切削加工性,通常称为易切削钢。
6、铬(Cr):在结构钢和工具钢中,铬显着提高了强度、硬度和耐磨性,但同时降低了塑性和韧性。铬还可以提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,因此是不锈钢和耐热钢中重要的合金元素。
7、镍(Ni):镍可以提高钢的强度,同时保持良好的塑性和韧性。镍具有很高的耐酸碱腐蚀、防锈和高温耐热性。但镍是一种比较稀缺的资源,所以应该用其他合金元素代替镍铬钢。
8、钼(Mo):钼可以细化钢的晶粒,提高淬透性和热强度,在高温下保持足够的强度和抗蠕变性(在高温下长期受应力时会发生变形)钼被添加到结构钢中以改善其机械性能。还可以抑制合金钢因火引起的脆化。可改善工具钢的发红。
9、钛(Ti):钛是钢的强力脱氧剂。它使钢的内部组织致密,提高晶粒强度,降低时效敏感性和低温脆性。提高焊接性能。铬 18 镍 9 在奥氏体不锈钢中适当添加钛可以避免晶间腐蚀。
10、钒(V):钒是钢的优良脱氧剂。在钢中添加0.5%的钒可以细化组织和晶粒,提高强度和韧性。钒和碳形成的碳化物可以提高高温高压下的抗氢腐蚀能力。
11、钨(W):钨具有高熔点、高比重,是一种有价值的合金元素。钨与碳形成碳化钨,具有高硬度和优异的耐磨性。在工具钢中添加钨大大提高了它的红硬性和热强度,使其可用于切削工具和锻模。
12、铌(Nb):铌能细化晶粒,降低钢的过热敏感性和回火脆性,提高强度,但降低塑性和韧性。在普通低合金钢中添加铌可以提高耐大气腐蚀和高温氢、氮、氨腐蚀的能力。铌提高了可焊性。通过在奥氏体不锈钢中添加铌,晶界腐蚀现象。
13、钴(Co):钴是一种稀有的贵金属,主要用于特种钢和合金,如耐热钢和磁性材料。
14、铜(Cu):武钢用大冶矿冶炼的钢中常含有铜。铜可以提高强度和韧性,尤其是大气腐蚀性能。缺点是热加工时易产生热脆性,含铜量超过0.5%时塑性大大降低。如果铜含量低于 0.50%,可焊性不受影响。
15、铝(Al):铝是钢中常用的脱氧剂。钢中添加少量铝可以细化晶粒,提高深冲薄板用08Al钢等钢的冲击韧性。铝还具有抗氧化和耐腐蚀性能。铝与铬和硅的结合可以大大提高钢的高温剥离性能和耐高温腐蚀性能。铝的缺点是钢的热加工性,影响焊接性和机械加工性。
16、硼(B):在钢中加入少量硼,可提高钢的压缩性和热轧性能,增加强度。
17、氮(N):氮提高钢的强度、低温韧性和焊接性,增加时效敏感性。
18、稀土元素(Xt):稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15种镧系元素。所有这些元素都是金属,但它们的氧化物类似于“地球”,因此通常被称为稀土。钢中添加稀土元素改变了钢中夹杂物的成分、形状、分布和性能,提高了钢的韧性、焊接性和冷加工性等各种性能。稀土元素添加到犁铧钢中以提高耐磨性。