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化學元素對鋼性能的影響

時間:2008-8-8閱讀:2600

 1、碳(C):鋼中含碳量增加,,屈服點和抗拉強度升高,,但塑性和沖擊性降低,當碳量0.23%超過時,,鋼的焊接性能變壞,,因此用于焊接的低合金結(jié)構鋼,含碳量一般不超過0.20%,。碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力,在露天料場的高碳鋼就易銹蝕,;此外,,碳能增加鋼的冷脆性和時效敏感性。

2,、硅(Si):在煉鋼過程中加硅作為還原劑和脫氧劑,,所以鎮(zhèn)靜鋼含有0.15-0.30%的硅。如果鋼中含硅量超過0.50-0.60%,硅就算合金元素,。硅能顯著提高鋼的彈性極限,,屈服點和抗拉強度,故廣泛用于作彈簧鋼,。在調(diào)質(zhì)結(jié)構鋼中加入1.0-1.2%的硅,,強度可提高15-20%。硅和鉬,、鎢,、鉻等結(jié)合,有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用,,可制造耐熱鋼,。含硅1-4%的低碳鋼,具有*的導磁率,,用于電器工業(yè)做矽鋼片,。硅量增加,會降低鋼的焊接性能。
3,、錳(Mn):在煉鋼過程中,,錳是良好的脫氧劑和脫硫劑,一般鋼中含錳0.30-0.50%,。在碳素鋼中加入0.70%以上時就算“錳鋼”,,較一般鋼量的鋼不但有足夠的韌性,且有較高的強度和硬度,,提高鋼的淬性,,改善鋼的熱加工性能,如16Mn鋼比A3屈服點高40%,。含錳11-14%的鋼有*的耐磨性,,用于挖土機鏟斗,球磨機襯板等,。錳量增高,,減弱鋼的抗腐蝕能力,降低焊接性能,。
4,、磷(P):在一般情況下,磷是鋼中有害元素,,增加鋼的冷脆性,,使焊接性能變壞,降低塑性,,使冷彎性能變壞,。因此通常要求鋼中含磷量小于0.045%,鋼要求更低些,。
5,、硫(S):硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產(chǎn)生熱脆性,,降低鋼的延展性和韌性,,在鍛造和軋制時造成裂紋。硫?qū)附有阅芤膊焕?,降低耐腐蝕性,。所以通常要求硫含量小于0.055%,鋼要求小于0.040%,。在鋼中加入0.08-0.20%的硫,,可以改善切削加工性,通常稱易切削鋼,。
6,、鉻(Cr):在結(jié)構鋼和工具鋼中,,鉻能顯著提高強度、硬度和耐磨性,,但同時降低塑性和韌性,。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性,因而是不銹鋼,,耐熱鋼的重要合金元素,。
7、鎳(Ni):鎳能提高鋼的強度,,而又保持良好的塑性和韌性,。鎳對酸堿有較高的耐腐蝕能力,在高溫下有防銹和耐熱能力,。但由于鎳是較稀缺的資源,,故應盡量采用其他合金元素代用鎳鉻鋼。
8,、 鉬(Mo):鉬能使鋼的晶粒細化,,提高淬透性和熱強性能,在高溫時保持足夠的強度和抗蠕變能力(長期在高溫下受到應力,,發(fā)生變形,,稱蠕變)。結(jié)構鋼中加入鉬,,能提高機械性能,。還可以抑制合金鋼由于火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性,。
9、鈦(Ti):鈦是鋼中強脫氧劑,。它能使鋼的內(nèi)部組織致密,,細化晶粒力;降低時效敏感性和冷脆性,。改善焊接性能,。在鉻18鎳9奧氏體不銹鋼中加入適當?shù)拟仯杀苊饩чg腐蝕,。
10,、釩(V):釩是鋼的優(yōu)良脫氧劑。鋼中加0.5%的釩可細化組織晶粒,,提高強度和韌性,。釩與碳形成的碳化物,在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力,。
11,、鎢(W):鎢熔點高,,比重大,是貴生的合金元素,。鎢與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性,。在工具鋼加鎢,可顯著提高紅硬性和熱強性,,作切削工具及鍛模具用,。
12、鈮(Nb):鈮能細化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性,,提高強度,,但塑性和韌性有所下降。在普通低合金鋼中加鈮,,可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫,、氮、氨腐蝕能力,。鈮可改善焊接性能,。在奧氏體不銹鋼中加鈮,可防止晶間腐蝕現(xiàn)象,。
13,、鈷(Co):鈷是稀有的貴重金屬,多用于特殊鋼和合金中,,如熱強鋼和磁性材料,。
14、銅(Cu):武鋼用大冶礦石所煉的鋼,,往往含有銅,。銅能提高強度和韌性,特別是大氣腐蝕性能,。缺點是在熱加工時容易產(chǎn)生熱脆,,銅含量超過0.5%塑性顯著降低。當銅含量小于0.50%對焊接性無影響,。
15,、鋁(Al):鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁,,可細化晶粒,,提高沖擊韌性,如作深沖薄板的08Al鋼,。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能,,鋁與鉻、硅合用,,可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕的能力,。鋁的缺點是影響鋼的熱加工性能,、焊接性能和切削加工性能。
16,、硼(B):鋼中加入微量的硼就可改善鋼的致密性和熱軋性能,,提高強度。
17,、氮(N):氮能提高鋼的強度,,低溫韌性和焊接性,增加時效敏感性,。
18,、稀土(Xt):稀土元素是指元素周期表中原子序數(shù)為57-71的15個鑭系元素。這些元素都是金屬,,但他們的氧化物很象“土”,,所以習慣上稱稀土。鋼中加入稀土,,可以改變鋼中夾雜物的組成,、形態(tài)、分布和性質(zhì),,從而改善了鋼的各種性能,,如韌性、焊接性,,冷加工性能,。在犁鏵鋼中加入稀土,可提高耐磨性,。

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