金屬元素對鋼材性能的影響-全文預(yù)覽
【正文】 用。4）含碳量很高時會促進鋼中碳石墨化。高速鋼：V=～ 最近在研究增至5%，主要因為它能提高工具的熱強度，特別是可提高它的切削性能（對切削高硬度材料亦很有利）所以加得多，但其量達一定值后，性能再增就不顯著了。2）有阻礙鋼的脫碳及石墨化的作用。4）由于V可提高鋼的高溫蠕變能，所以是熱強鋼合金元素之一。3）V與O、N都有很大的親和力，亦是強碳化物元素。它對淬火鋼硬度的影響，與溫度有關(guān)：在正常淬火溫度下（稍高于AC3點時）。4）Mo降低鋼導(dǎo)熱率的作用同W，但Mo可防止過熱。（2）鉬的不良影響：1）有揮發(fā)性，在加熱時，會生成褐色煙氣（氧化鉬）發(fā)生蒸發(fā)。8）可提高Cr、Ni不銹鋼的抗晶間腐蝕能力。5）其碳化物也很穩(wěn)定，它并阻止其它碳化物析出。Mo鋼長時間回火易變脆。3）降低回火脆性，對某些結(jié)構(gòu)鋼可消滅回火脆性（如24CrMoV5），所以可提高強度而塑性并不降低，鉬可提高鋼的沖擊韌性。注：常說的回火脆性是第二類回火脆性（即450～570℃可650～700℃出現(xiàn)的），而第一類回火脆性（250～400℃），所有鋼都不可避免的存在，而可用重復(fù)回火即能消除，故多不再討論。5）降低淬火溫度，或采用二次淬火①AC3以上正常淬火②AC1～AC3之間不完全淬火以消除回火脆性。一般提到的降低回火脆性的方法有如下幾種：1）～%的Mo或1～%的W。4）W使鋼導(dǎo)熱率降低，含W＞10%。9）在高合金Cr、Ni鋼中加入2～4%W便可提高鋼的屈服點，疲勞強度和熱穩(wěn)定性，并因為形成碳化物而減小晶向腐蝕傾向（Fe3W2和Fe2W都是極穩(wěn)定的化合物，高度彌散，所以可提高強度、熱穩(wěn)定性。5）其碳化物極其穩(wěn)定，高溫也難溶進固溶體，所以可作高速工具鋼。W（1）W的良好作用是：1）細化晶粒，（其作用比Cr還強，所以可降低鋼的過熱傾向性，提高強度、韌性和熱穩(wěn)定性。δ相問題：有人指出，當(dāng)Cr和C含量搭配時，特別在含左右時，將極易生成游離態(tài)的鐵素體即δ相，它將使鋼的工藝性能和耐熱性降低，所以要很好注意在含Cr=%時，含Cr=%可使δ相量減至最少?！礊殍F素體鋼。（它同αFe都具有體心立方晶格,且自熔點1849℃至絕對0186。加入Mo、W、V可適當(dāng)改變性能。含Cr=23～32%的鋼具有很好的抗蝕穩(wěn)定性，極高的抗氧化性，甚至在普通溫度下能抵抗?jié)庀跛?、濃磷酸、濃硫酸的浸蝕。含Cr=12～14%的鋼是最典型的不銹鋼（1Cr13～4Cr13）它們都有較高的抗蝕力，強度也不錯，面Cr1Cr12Mo等則是典型的具有高淬透性和高耐磨性的模具鋼。當(dāng)含Cr 量增至3%時，其與含C1%的磁性配合也最好。但超過此限則會損害其熱強性。（18Cr3MoWVA、20Cr3MoWVA等）是良好的抗氫蝕鋼。9）Cr能提高鋼的矯頑力和阻止鋼的組織時效，所以Cr鋼用于制造永久磁鐵。7) Cr≥25～30%時,有好抗氧化性。5）Cr能大大提高結(jié)構(gòu)鋼的強度和塑性，這種影響在Cr與Ni結(jié)合的鋼中尤其顯著。所以可減小過熱敏感效應(yīng)。含Ni=50～80%的是高導(dǎo)磁率的合金，（但要很純，才能發(fā)揮作用）Cr（1）鉻的有益作用：具有許多有價值的性能：高硬度、高強度、屈服點、高的耐磨性而對塑性、韌性影響又不大，高的抗氧化性，耐蝕性，還能提高電阻和導(dǎo)磁率等等。耐熱不起皮鋼：含Ni達9～36%，屬A 體鋼。⑦ Ni在我國早，價錢高。）④ 對高速鋼，因為它降低了它的硬度而被視為有害雜質(zhì)，當(dāng)Ni≈2%時或更高時，由于其抗600～660℃回火穩(wěn)定性降低而熱硬性變壞（使A體穩(wěn)定不分解），所以硬度降低。（2）Ni的不良作用：① Ni不能提高鐵素體的蠕變抗力，相反會使珠光體M體鋼熱脆性增大。⑦ Ni和V一樣，對脫碳過程沒有影響。σ、αk高）③ 在不銹鋼中用Ni，是為了使鋼具有均勻的A體組織，以改善耐蝕性。一般大斷面的厚重伯都用加Ni鋼。所以能同時提高淬火結(jié)構(gòu)鋼的強度和塑性。Mn=13～14%為冷工硬化而成為高耐磨鋼Ni（1）鎳的有益作用是：高的強度、高的韌性和良好的淬透性、高電阻、高的耐腐蝕性。但因為含Mn量高，導(dǎo)熱性差，速冷則溫差應(yīng)力大而易淬裂，所以淬火次數(shù)不宜多。故縱、橫向性能差較大（Mn＞% 延伸率↓↓）② 增強鋼對白點的敏感性，故要緩冷。（2）錳的不良影響是：①增加鋼的過熱敏感性（粗晶）：這是由于含Mn滲碳體的穩(wěn)定性不強，在加熱過程中很容易完全溶于奧氏體中。⑥ 對某些鋼，Mn的作用可代Ni，能擴大γ相區(qū)得奧氏體，如模具鋼（增強淬透性）、奧氏體鋼等。工具鋼：加入約1%Mn，可減少淬火時的體積變形，這對于精密工具和長形工具來說有重要的意義。調(diào)質(zhì)鋼：將降低其塑性（回火脆性影響）。Mn=5%時，Mn降至0℃。奧氏體Mn鋼：有足夠高的塑性和很高的耐磨性。③ Mn對各類鋼的作用是：珠光體Mn鋼：可提高其強度和耐磨性，塑性亦不錯。這類夾雜物透光度很高，而反光度則低，故顯微鏡下常呈灰黑色。一般結(jié)構(gòu)鋼中均不宜加Si，對于高速鋼，%。當(dāng)Si≤%時,矽鉻鋼對回火脆性的敏感性還很低,但對當(dāng)Si=～%時，對回火脆性和敏感性就高。②促進回火脆性的發(fā)展，使塑性降低。由于硅的脆性，%，%，%。此鋼可制軸承，甚至作為工具鋼代替，制沖頭，拉模、彎曲模等。因為其氧化物與金屬分界處的晶胞之間就緊密而強固地結(jié)合在一起，氧化皮緊密地被貼在金屬上，甚至在高溫下也不剝落。（1）%，更多時（～%）將使鋼具有很高的脆性。 因此而大大增加鋼的機械熱加工的困難，也使鋼極易脫碳。 （2）Al的不良影響Al使電阻增高的程度比Cr還高的多。所以這些氧化物成為結(jié)晶的中心，而在鋼冷卻時又對A體分解起促進作用。 完美WORD格式 18種金屬元素對鋼性能的影響 Al（1）Al當(dāng)鋼中其含量小于3～5%時，是一有益的元素。因而可阻止鋼加熱時的晶粒長大（含Al＜10%，在加熱＜1200℃才有細化作用，否則其作用甚?。┖透纳其摰拇阃感?。③可改善鋼的抗氧化性，考慮②和③，④能提高鋼的電阻，與Cr共同用于制造高電阻鉻鋁合金：如Cr13Al1Cr17Al1Cr25Al5。Al（＞%）也會使硅鋼變脆。 當(dāng)Al含量增加至3～5%時，8～9%將會大大地促進鋼錠的柱狀結(jié)晶過程。一般合金鋼中含Al量：Al=～% (38CrAlA、38CrMoAlA、38CrWVAlA等) Al=～% (Cr13Al1Cr17AlCr8Al0Cr17Al5等)其晶格常數(shù)與αFe、γFe區(qū)別小。③利于促進鋼中石墨化而用于煉制石墨鋼。所以可大大減少渦流損失。（2）Si的不良影響①促使石墨化，促進脫碳（它是阻止碳化物形成的一種元素），含Si鋼一般不作滲碳。Si=～3%時則影響不良，含Si=2～%，則難以鍛造。③對碳素工具鋼，Si含量上升時，將降低其淬透性等級。⑥硅在鋼中還常以Fe、Mn的硅酸鹽類夾雜物而存在，均會降低鋼的各種性能，塑性比硫化物低。② Mn和S作用抵消S對鐵的紅脆影響。對低碳鋼則含Mn↑，而韌性↑。降低鋼的臨界點（A1和A3）同碳量碳素鋼低25～30℃，所以可提高鋼的淬透性，淬火時的變形也比較小，因此適于制大截面和復(fù)雜的零件。所以加熱過程中極易完全溶入奧氏休中，加之其臨界點又低，所以晶粒極易粗化、極易淬裂，為此應(yīng)嚴(yán)格控制淬火加熱溫度和保溫時間，一般均以油淬或流動空氣中冷卻為宜，只有形狀簡單件才好用水淬。結(jié)構(gòu)鋼：將促使其回火脆性增強。⑤ Mn量中還可適當(dāng)改善鋼的切削性能。Mn價廉。所有合金元素中，Mn是不能減低奧氏體晶粒長大傾向的元素，相反引
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