常见元素对钢性能的影响.docx
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1、常见元素对钢性能的影响1. 碳C由丁其对钢的性能的影响常被称为“控制者”。虽然碳本身不具有强度和硬 度,但是在固溶体中作为铁的碳化物 F&C,碳是强度和硬度的首要控制元素。碳的主要作用:在钢中随着含碳量的增加,可提高钢的强度、硬度和淬透性; 但降低塑性、韧性、磁性和导电性能。碳和钢中某些合金元素化合形成各种碳化 物,对钢的性能产生不同的影响。碳在一些钢中的含量范围:碳素钢0.03-1.04%), 高速工具钢0.751.60%,热作工具钢0.220.70%,冷作工具钢0.45-2.85%.2. 铤 Mn广泛用丁熔态钢的脱氧和脱硫。它在钢中残留的量小丁1%当铤在钢中的含量超过1%寸,铤就是
2、有意加入的合金元素。铤的主要作用:提高钢的抗拉强度;适度提高钢的淬透性,并且既提高韧性 乂提高加工性能;在含硫的钢中,铤使硫造成的热脆性和冷脆性减到最小;含寮 量高的钢,经冷加工或冲击后具有高的耐磨性,但有促使钢的晶粒长大和增加第 二类回火脆性的倾向。铤元素在结构钢、钢筋钢、弹黄钢中应用较大。铤在一些钢中的含量范围:碳素钢 0.250.65%,铤钢1.61.9%,冷作工具 钢0.302.50%,奥氏体铭-锐不锈钢2.0015.5%.3. 硅 Si硅是铁素体形成元素。它既提高 A温度乂提高A温度。由丁硅有石墨化的 作用,所以一般它在钢中与铤结合作为碳化物的稳定剂。为常用的脱氧剂。硅的主要作用:在
3、电工薄板钢中,硅提高磁导率和电阻率并允许获得非常低 的磁滞损失,硅在这些钢中的含量范围是 0.54.5%;硅使一些耐高温钢抗氧化; 硅与铤结合可提高淬透性、强度和冲击韧性;特别是经淬火、回火后能提高钢的 屈服极限和弹性极限;含硅量高的钢,其磁性和电阻均明显提高,但硅有促进石 墨化倾向,当钢中含碳量高的时候,影响更大;对钢还有脱碳和存在第二类回火 脆性倾向。硅元素在钢筋、弹黄钢钢和电工钢中应用较多。含量较高时,对钢的 焊接性不利,焊接时喷溅较严重,有损焊缝质量,并导致冷脆;对高、中碳钢易 产生石墨化。普通钢中硅的含量范围在0.170.37%。铭是碳化物形成元素。它形成硬的碳化物 Cr7C3和Cr
4、23C6,另一方面还可以 与碳形成复合碳化物。所有这些碳化物都比初始的渗碳体硬。作为铁素体形成元 素,铭降低了 A4温度并提高A3温度,因此以T -相为代价稳定了成-相。如果在 纯铁中加入大丁 11%的铭,那么T -相会全部消失。4. 铭 Cr铭的主要作用:在钢中含足够的碳时铭提高钢的硬度,含1%碳的低铭钢是非常硬的;在低碳钢中加入的铭能够提高强度但延展性有所降低;铭提高钢的高 温强度;铭提供中等淬透性;在高碳钢中,铭改善耐磨性能;当加入大量的铭, 直到25%时,由丁在钢的表面形成保护性的氧化物层而改善耐腐蚀能力;与锐元素等配合能提高抗氧化性和钢的热强性, 并进一步提高抗腐蚀性;铭促进晶粒长
5、大,导致钢的脆性增加。铭是结构钢、工具钢、轴承钢、不锈钢和耐热钢中应用 很广的元素。铭在一些钢和合金中的含量范围:铭钢 0.301.60%,奥氏体铭-锐不锈钢 15.030.0%,马氏体铭钢4.018.0%,铁索体铭钢10.527.0%,沉淀硬化钢 12.218.0%,5. 鸨W鸨是非常强的碳化物形成元素。它形成非常硬而乂稳定的碳化物W2C、WC和复合碳化物F64W2C。这些碳化物溶解很慢并且只在很高的温度溶解。因此鸨 是工具钢的重要成分,尤其是高速工具钢。在这些钢中,鸨显著地提高二次硬化 后的硬度。作为铁素体形成元素,车乌降低 A4温度而提高A3温度。鸨的主要作用:鸨抑制晶粒长大并因此有晶粒
6、细化的作用;鸨减少在热加工和热处理过程中的脱碳;鸨提高耐磨性;它提高淬火及回火钢的高温硬度; 在一 些高温合金中,鸨提高蠕变强度;鸨对淬透性的贡献是非常重要的; 鸨限制回火 软化,含鸨的钢加热到60070OC碳化物仍不会沉淀,从而避免了钢的软化。是 高速工具钢、合金工具钢中应用较多的元素之一。对钢抗氧化性不利。鸨在一些钢中的含量范围:鸨-铭钢1.75%,高速工具钢1.1521.0%,热作 工具钢019.0%,冷作工具钢02.0%,抗冲击钢03.0%.6. 钳 Mo钳是强的碳化物形成元素。它形成硬而稳定的碳化物 MoC,以及另外的复合碳化物,例如FMoC和FaMoC钳的主要作用:少量的钳即可有效
7、地降低转变速率;提高高温合金的高温强 度和抗蠕变能力;提高不锈钢的耐腐蚀能力,特别是在盐酸溶液中;与辛乌有相似 的作用,在高速工具钢中常以钳代鸨,从而减轻含鸨高速钢碳化物堆集的程度, 提高了力学性能;钳是锐-铭-钳钢中的重要组成部分之一,这种钢具有高的抗拉 强度与良好的塑性的结合;在铭钢中,钳的加入是为了改善加工性能和力学性能; 在锐-钳钢中,钳提高钢的表面硬度。钳在一些钢中的含量范围:钳钢0.150.60%,高速工具钢0-10.0%,热作工 具钢05.5%,冷作工具钢01.8%,奥氏体铭-锐不锈钢0.4.0%,马氏体铭钢 01.25%,铁索体铭钢 01.25%.7. 钮V机是强的碳化物形成元
8、素。它形成碳化物 VG钮以细小晶粒而弥散的碳化 物和氮化物存在丁钢中,它们在正常的热处理温度下不分解,它们的存在抑制晶 粒长大。足够量的碳和在温度升高时可溶的机引起可观察到的最大二次硬化效 果。机的主要作用:机是非常重要的晶粒细化元素,它抑制奥氏体长大,少到0.1%的钮就会有效地抑制硬化过程中的晶粒长大, 但是在把钢加热到晶粒长大抑 制碳化物和氮化物粒子溶解的温度时, 晶粒长大马上开始;机即使少量的溶解也 会提高淬透性;它可抵抗高温软化;在生产脱气铸锭的最后脱氧阶段, 机迅速与 氧化物结合,常用来作为“活洗剂”或“活洁器”;铭-钮钢表现出比较高的屈服 应力和断面收缩率;提高钢的强度和和韧性,提
9、高钢的耐磨性和热硬性以及回火 稳定性,在高速工具钢中经多次回火有二次硬化的作用。固溶丁铁素体有极强的固溶强化作用, 有细化晶粒作用,对低温冲击韧性有 利。碳化机是金届碳化物中最硬、最耐磨的,可提高工具钢的使用寿命。通过细 小碳化钮晶粒弥散分布,可以提高钢的蠕变和持久强度。铁、碳含量比大丁 5.7时,可防止或减轻介质对不锈耐酸钢的晶间腐蚀,并大大提高钢的抗高温、高压、氢腐蚀的能力,能细化晶粒,减缓合金元素的转移 速度,但对钢的高温抗氧化性不利。钮在一些钢和合金中的含量范围:铭-钮钢0.10-0.20%,高速工具钢 0.90-5.25%),热作工具钢02.20%,冷作工具钢05.15%8. 钻 C
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