合金元素在钢中的作用(完整版)

了合金化而参与的合金元素，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 { x B A n4 y 1提高钢中固溶体的强度和冷加工硬化程度使钢的韧性和塑性降低。 i; K2 , u2 _8 T h* {; l |7 V 2 硅能显著地提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比,这是一般弹簧钢。3耐腐蚀性。硅的质量分数为15％一20％的高硅铸铁，是很好的耐酸材料。含有硅的钢在氧化气氛中加热时，外表也将形成一层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。 / j/ V n6 f g q 2、锰在钢中的作用 0 N; o6 h9 j A h kY 〔1〕锰提高钢的淬透性。 b8 [ W t0 ]* Tv 〔2〕锰对提上下碳和中碳珠光体钢的强度有显著的作用。 8 d9 _7 f N2 \ y6 c w. p Y 〔3〕锰对钢的高温瞬时强度有所提高。 锰钢的主要缺点是，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在热处理工艺上必需留意。这种缺点可用参与细化晶粒元素如钼、钒、钛等来克制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 / Z r7 z x A8 〔1〕铬可提高钢的强度和硬度。 〔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和抗氧化性 4 D r5 v0 n. D l6 I 〔4〕阻挡石墨化 * o. m4 G u Y P 〔5〕提高淬透性。 2 x f a8 y ]8 } 缺点①铬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。 ; G3 a2 T Z5 a a E6 R 〔2〕镍可降低钢的脆性转变温度，即可提高钢的低温韧性。 0 u }2 _, C- X H4 X2 [ K 〔3〕改善钢的加工性和可焊性。 , m [, L p0 F1 O7 I0 o 〔4〕镍可以提高钢的抗腐蚀实力，不仅能耐酸，而且能抗碱和大气的腐蚀。 8 R3 D }9 e7 Y5、钼在钢中的作用 4 G N2 A; K. 7 G u2 H 〔1〕钼对铁素体有固溶强化作用。 6 | r A H. ] / \ t 〔2〕提高钢热强性 , M K G f p5 d6 j Y 〔3〕抗氢侵蚀的作用。 l- c- o r U t e* X0 M 〔4〕提高钢的淬透性。 缺点钼的主要不良作用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 . h5 R q8 N8 i V7 o B t7 [ 1 提高强度 F. l s r V3 w 〔2〕提高钢的高温强度。 b7 f o1 d3 L o 〔3〕提高钢的抗氢性能。 〔4〕是使钢具有热硬性。因此钨是高速工具钢中的主要合金元素。7、钒在钢中的作用 9 S4 P [8 u0 ] W4 {- R 1热强性。 7 l g8 X9 _; _ ] 〔2〕钒能显著地改善一般低碳低合金钢的焊接性能。8、钛在钢中的作用 1 ] h I1 U7 v/ D/ i 〔1〕钛能改善钢的热强性，提高钢的抗蠕变性能及高温长久强度；〔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，钛可阻挡钼钢在高温下的石墨化现象。因此，钛是锅炉高温元件所用的热强钢中的重要合金元素之一。 1 A O. i N T; _. w u 9、铌在钢中的作用 〔1〕铌和碳、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和回火脆性。 {6 Q2 / a Y. a, q G 2有极好的抗氢性能。 3铌能提高钢的热强性 . j3 TA, G Q O b W 10、硼在钢中的作用 ； 〔1〕提高钢的淬透性。 7 W4 p Y/ E6 o- u 〔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，特殊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展了较多的探讨；4％AI即可变更氧化皮的构造，参与6％A1可使钢在980C以下具有抗氧化性。当铝和铬协作并用时，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参与耐热钢中。 L3 G6 }5 * [* Z5 a1 N 3此外，铝还能提高对硫化氢和V2O5的抗腐蚀性。 7 R1 J1 |9 e2 z; B u 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．其高温强度和韧性较低。 氮N氮能提高钢的强度，低温韧性和焊接性，增加时效敏感性。 时效硬化就是钢材在热处理后的放置过程中内部组织发生变更，通常是其次相的析出导致的钢材在放置后比放置前变硬的现象，通常有室温时效和人工时效两种，两者的区分是时效温度的不同 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〞位错阻挡变形的物理本质，从而导致强度提高，韧性下降的力学冶金现象。 假如钢中的自由碳、氮浓度足够大，就会在变形过程中，强度快速提高，延性急剧下降，以致脆化。这一过程确定于碳、氮，主要是氮的浓度、温度和变形速率。溶质原子与各种位错均能发生反响，断裂是快速传递的。应变时效脆化事故，往往是灾难性的，顷刻间发生，防不胜防。 为确保建筑的平安，建筑用钢，如螺纹钢筋在实际运用中，都要求抗应变时效性。采纳模拟应变时效状态一般是施以10的塑性变形，然后在100℃加热不大于12h时效，空冷至室温接着变形至断裂，检测应变时效性能。螺纹钢筋的标准方法是反弯试验，试验方法在国际标准和兴盛国家的标准中都有规定。 方法是正弯〔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。视察弯曲面，假如断或裂，均为应变时效脆化的反响。应变时效性是由钢中间隙溶质碳、氮原子引起，主要