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[ 来自:不详  阅读:   时间:2012.04.23 ]
化学元素对钢材性能的影响

  化学元素对钢材性能的影响
  1、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量?#35805;?#19981;超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
  2、硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显着提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。在调?#24335;?#26500;钢中加入1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。含硅1-4%的低碳钢,具有极高的?#21363;?#29575;,用于电器工业做矽钢片。硅量增加,会降低钢的焊接性能。
  3、锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,?#35805;?#38050;中含锰0.30-0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢?#20445;?#36739;?#35805;?#38050;量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强?#32676;陀?#24230;,提高钢的淬性,?#32435;?#38050;的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11-14%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板?#21462;?#38192;量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。
  4、磷(P):在?#35805;?#24773;况下,?#36164;?#38050;中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低些。
  5、硫(S):硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%,优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫,可以?#32435;?#20999;削加工性,通常称易切削钢。
  6、铬(Cr):在结构钢和工具钢中,铬能显着提高强?#21462;?#30828;?#32676;?#32784;磨性,但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,因而是不锈钢,耐热钢的重要合金元素。
  7、镍(Ni):镍能提高钢的强度,而又保?#33267;?#22909;的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力,在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源,故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。
  8、 钼(Mo):钼能使钢的晶粒细化,提高淬透性和热强性能,在高?#29575;北?#25345;足够的强?#32676;?#25239;蠕变能力(长期在高温下受到应力,发生变形,称蠕变)。结构钢中加入钼,能提高机械性能。 还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。
  9、钛(Ti):钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密,细化晶粒力;降低时效敏感性和冷脆性。?#32435;?#28938;接性能。在铬18镍9?#29575;?#20307;不锈钢中加入适当的钛,可避免晶间腐蚀。
  10、钒(V):钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒?#19978;?#21270;组织晶粒,提高强?#32676;?#38887;性。钒与碳形成的碳化物,在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。
  11、钨(W)?#20309;?#29076;点高,比重大,是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬?#32676;?#32784;磨性。在工具钢加钨,?#19978;?#30528;提高红硬性和热强性,作切削工具及锻模具用。
  12、铌(Nb):铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性,提高强度,但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌,可提高抗大气腐蚀?#26696;?#28201;下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可?#32435;?#28938;接性能。在?#29575;?#20307;不锈钢中加铌,可防止晶间腐蚀现象。
  13、钴(Co):钴是稀有的贵重金属,多用于特殊钢和合金中,如热强钢和磁性材料。
  14、铜(Cu)?#20309;?#38050;用大冶矿石所炼的钢,往往含有铜。铜能提高强?#32676;?#38887;性,特别是大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆,铜含量超过0.5%塑性显着降低。当铜含量小于0.50%对焊接性无影响。
  15、铝(Al):铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝,?#19978;?#21270;晶粒,提高冲击韧性,如作深冲薄板的08Al钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能,铝与铬、硅合用,?#19978;?#30528;提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。          16、硼(B):钢中加入微量的硼就可?#32435;?#38050;的致密性和热轧性能,提高强?#21462;?BR>  17、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。
  18、稀土(Xt)?#21512;?#22303;元素是指元素周期表?#24615;有?#25968;为57-71的15个镧系元素。这些元素都是金属,但他们的氧化物很象“土?#20445;?#25152;以习惯上称稀土。钢中加入稀土,可以改变钢中?#24615;?#29289;的组成、形态、分布和性质,从而?#32435;?#20102;钢的各种性能,如韧性、焊接性,冷加工性能。在犁铧钢中加入稀土,可提高耐磨性。

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