金屬元素對(duì)鋼材性能的影響(文件)
【正文】 即有良好作用。③附帶說說降低回火脆性的方法（見上段）。6）鉬可代鎢（因?yàn)樵恿砍砂腙P(guān)系，所以可用1%Mo代替2%W）。（如亞硫酸、沸磷酸及醋酸、草酸、蟻酸等）。3）Mo是鐵素體形成元素，所以為了得到奧氏體，應(yīng)相應(yīng)多加Ni、Mn等奧氏體形成元素。（3）一般合金鋼中的鉬含量：合金結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼：Mo=～% （例5CrNiMo、35CrMo、40CrMnMo、38CrMoAlA等）不銹耐酸鋼：Mo =1～% （如Cr17Mo2Ti、Cr25MoTi、Cr18Ni18Mo2Cu2Ti等）耐熱不起皮鋼：Mo =～1%（16Mo、20CrMo、Cr5Mo、25Cr2Mo1VA、15Cr11MoV等）航空用高溫合金：Mo =～7% （如901合金=Cr12Ni43Mo6Ti3BMo2Ti）V（1）釩的良好作用是：1）細(xì)化晶粒作用強(qiáng)，可提高鋼的強(qiáng)度和韌性，減小過熱敏感性，提高熱穩(wěn)定性。一般地說V對(duì)淬透性有不利的影響，但韌性較好，加了V不易淬裂。所以它既利脫氧、脫氣得到致密細(xì)晶組織，提高塑性、韌性及高強(qiáng)度，其沖擊性能和疲勞強(qiáng)度都較無(wú)V鋼高，在高溫及低溫（＜0℃）均有高強(qiáng)度、韌性。6）V對(duì)結(jié)構(gòu)鋼機(jī)械性能的影響尚無(wú)定論。4）含碳一定時(shí)，V↑會(huì)使HB↓，所以一般含V≯1%（因?yàn)椴蝗苋牍倘荏w）。耐熱鋼：V=～1 （例20Cr3MoVA等）V可提高高溫蠕變性能，有脫氧能力。2）能提高鋼的熱強(qiáng)性（熱硬性），它給高速鋼增加了合金化的強(qiáng)度和促進(jìn)回火碳化物形成。因?yàn)橐孜龀鲇捕嗟慕饘倩衔铩?）因?yàn)橐孜龀鲇捕嗟慕饘匍g化合物使機(jī)性變壞。2）能防止產(chǎn)生晶間腐蝕現(xiàn)象，實(shí)踐知：當(dāng)Ti：C=5（一般C=）時(shí)，效果最佳。晶間腐蝕的程度將隨含碳量增加而加強(qiáng)。%Ti就能使γ區(qū)完全封閉?？稍谝睙挄r(shí)注意高溫操作和鋼液的脫氧。4）Ti也是鐵素體形成元素，所以其含量較多（2%）就易生成鐵素體δ相或其它脆性相而使韌性降低。1Nb（1）鈮的有益作用是：1）能生成高度分散的強(qiáng)固的碳化物NbC（熔點(diǎn)3500℃），所以可細(xì)化晶粒，直加熱至于1100～1200℃，仍可阻止晶粒長(zhǎng)大。（2）鈮的不良影響是：1）同Ti鋼，鈮鋼的硬度亦將隨含Nb量↑而↓。2）有強(qiáng)化鐵素體的作用，在鐵素體中加Cu，可提高它在某些還原性介質(zhì)中的耐蝕性和改善鋼的韌性。）（2）銅的不良影響是：1）含Cu量較高時(shí)將導(dǎo)致鋼具熱脆性，而使熱鍛軋加工困難。綜合來(lái)說，含Cu＜%會(huì)溶于αFe中，促使碳不氧化，對(duì)磁性無(wú)大影響。4）不銹鋼：含Cu=2～4%（Cr18Ni9Cu3Ti等）。2）硫能使結(jié)構(gòu)鋼的塑性銀屏劇降低，使工具鋼的淬裂敏感性增高。而在磁場(chǎng)下則磷含量增高而磁感略有減弱。4）磷是強(qiáng)化鐵素體作用最強(qiáng)的元素。2）和Mn一樣使鋼晶粒粗化。4）低碳硼鋼滲碳性能良好，表面碳濃度不易過度增大。（其回火穩(wěn)定性，回火脆性、疲勞極限與強(qiáng)度、硬度的關(guān)系等基本上同無(wú)硼鋼）。2）會(huì)降低A體晶粒粗化的溫度，易粗晶，但加鋁可改善。一般合金鋼中含B量：～%（目前僅合金結(jié)構(gòu)鋼中有硼鋼含值如前，而其它含硼鋼還少見到，國(guó)外硼鋼品種較多，%，否則淬透性反而變劣）。因此，可在無(wú)顯著成績(jī)脆性的情況下提高它的熱強(qiáng)性。5）N對(duì)磁鋼的影響較大：如當(dāng)N溶解在鋼中的固溶體狀態(tài)存在時(shí)會(huì)使矯頑力稍增而磁導(dǎo)率降低，當(dāng)形成AlN、FeN等非金屬夾雜影響就加劇。從而使取向合適的晶粒加速成長(zhǎng)。7）～%以上的N即可得單一的A體組織。4）由實(shí)際表明，在一定含量的Cr，N鋼中，必有一與其相適應(yīng)的最小Mn含量，如低于這一Mn含量，鋼在凝固時(shí)N就會(huì)逸出，而成氣孔。注：TiN常呈規(guī)則晶狀，顏色金黃。因?yàn)樗钱a(chǎn)生鋼中白點(diǎn)的罪魁禍?zhǔn)祝瑢?shí)驗(yàn)知鋼中形成白點(diǎn)的危險(xiǎn)含H量為5～6cm3/100gFe，主要是因?yàn)锳體可溶H量大，而冷至低溫珠光體則溶解度大大減小，所以當(dāng)冷卻過快，高壓氫氣來(lái)不及析出鋼外，高壓氫的張力與其它諸種應(yīng)力作用，即可能超過材料的σb，因此產(chǎn)生許多微裂，此即謂之白點(diǎn)。實(shí)踐知，～%，其強(qiáng)度和塑性就明顯下降。4）FeO在高溫時(shí)穩(wěn)定，但當(dāng)溫度降低至560℃以下時(shí)則易分解成Fe3O4及αFe，鋼加熱后在空氣中慢冷則可能出現(xiàn)Fe2O3。（此時(shí)燒損金屬較多，其作用還要看氧化皮的組織改善性。1O氧的作用：1）殘存于鋼錠中的氧，或擴(kuò)散到金屬表層的氧，均易使晶界氧化而形成脆性的氧化物夾層，把（A體晶粒隔絕開來(lái)。2）H與C作用能生成甲烷（CH4），所以H 的存在會(huì)促進(jìn)脫碳。（3）一般合金鋼中含N量：1）硅鋼（冷軋）：N=～%%2）不銹鉻鋼：N=（1/75～1/100）Cr%3）氮化鋼：38CrMoAlA、25CrMo2VA等Cr18Mn10Ni5Mo3N鋼其含N≤%（用于尿素工業(yè)），有鉻錳氮鋼及鉻錳氮鎳鋼等。2）含N鋼在退火過程中因氮化物析出而會(huì)顯著降低它的塑性。適宜的含量是N=～%%，但要獲得更好磁性，最好能在熱處理后將冷軋硅鋼片中殘留N除去。一般說一定數(shù)量的夾雜對(duì)得到取向組織是有益的。N能使這些鋼的二次硬度的回火溫度的間段增大，并使此間段向更高溫方面移動(dòng)，所以可得到較好的綜合性能，在高鉻鋼中N還能改善其熱加工性能。它有可能是代替Ni的重要元素之一，特別與Ni其同作用，穩(wěn)定A體效果更好，尤利代Ni。4）硼與O、N親和力很強(qiáng)，易生非金屬夾雜，且因此應(yīng)多加硼量。7）硼溶于固溶體，晶格變大，使強(qiáng)度提高，晶界中硼有阻止再結(jié)晶擴(kuò)散作用，所以可增加鋼的熱強(qiáng)性。滲碳硼鋼以含C≯1%為宜?！@在一定程度上可代替Ni（Cr、Mo）2）硼對(duì)鋼的淬裂敏感性影響很小。）（2）磷的不良影響：1）磷溶于鐵素體中，會(huì)使其晶格歪曲，晶粒長(zhǎng)大，而且有冷脆性。所以硅鋼中有時(shí)加磷，但由于它會(huì)使硅鋼具冷脆性。普通碳鋼S≤%，酸性轉(zhuǎn)爐冶煉，18MnSi及25MnSi鋼允許含S≯%).軸承鋼S≤%優(yōu)質(zhì)碳鋼S≤%高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼S≤%僅有極個(gè)別要求表面很光潔的鋼（如Cr14）有意加進(jìn)少量的硫（=～%）（Cr14可做螺釘、螺母、磁輪及其它螺紋零件，其表面光滑，耐磨性好）1P（1）磷的有益作用：1）由于其切屑發(fā)脆得到光潔的表面而加進(jìn)快削鋼，制受荷不大的零件。2）某此高速鋼工具鋼進(jìn)行硫化表面以達(dá)到如下目的。（3）一般合金鋼中含銅量：1）硅鋼：含Cu=～%2）軸承鋼：含Cu≤%,且Cu+Ni≤%，因?yàn)镃u會(huì)引起時(shí)效硬化而影響軸承精度，Ni會(huì)降低淬火層硬度。3）“銅脆”——在鋼的缺陷一文中指出當(dāng)Cu%時(shí)，加熱過程由于表面發(fā)生選擇性氧化，使Fe先Cu而發(fā)生氧化，而表層Cu含量即相對(duì)增加形成一層薄膜，然后向擴(kuò)散形成含Cu網(wǎng)絡(luò)，在1030℃即容易鍛裂。4）Cu是一種強(qiáng)烈的石墨化元素，用于煉制石墨鋼。一般合金鋼中的含Nb量：僅不銹鋼中含Nb，其量為8～12*C%≤%。3）能與Fe生成金屬間化合物Fe2Nb2，這種化合物在α鐵中聽溶解度隨溫度↑而↓，所以含Nb低碳鋼能促進(jìn)時(shí)效硬化。（3）一般鋼中的Ti含量：1）通常鋼中含Ti量取決于它的含碳量，一般約為Ti%=4～8倍*C%。因?yàn)門iC非常穩(wěn)定，甚至加熱到1300℃都不能溶入到固溶體而減少了合金固溶體中的碳濃度的緣故。6）Ti能與S作用，降低硫的熱脆作用，這與Mn相似。4）鈦可改善不銹鋼的焊接性能。滿足上條件時(shí)的鋼，因?yàn)樗械挠坞x碳都被結(jié)合成了強(qiáng)固TiC，所以在加熱過程中就不會(huì)再沿奧氏體晶界析出碳化鉻。3）磁鋼：含Co=～%(Cr6CoCr6CoCr7Co10Mo、Cr9Co15Mo等)。3）價(jià)格昂貴，所以下列各種鈷鋼都很少使
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