化學元素對鋼性能的影響(重量級)-資料下載頁
2025-06-15 20:46本頁面
【正文】 液相線溫度的高低及結晶溫度區(qū)間的大小有關。固、液相線的溫度愈低和結晶沮度區(qū)間愈窄，鑄造性能愈好。因此，合金元素的作用主要取決于其對狀態(tài)圖的影響．另外，一些元素如鉻、鉬、釩、鈦、鋁等，在鋼中形成高熔點碳化物或氧化物質點，增大了鋼液的粘度，降低其流動性，使鑄造性能惡化。幾種常用合金元素在鋼中的作用為了合金化而加入的合金元素，最常用的有硅、錳、鉻、鎳、鉬、鎢、釩，鈦，鈮、硼、鋁等?，F(xiàn)分別說明它們在鋼中的作用。硅在鋼中的作用(1)提高鋼中固溶體的強度和冷加工硬化程度使鋼的韌性和塑性降低。(2)硅能顯著地提高鋼的彈性極限、屈服極限和屈強比。這是一般彈簧鋼。(3)耐腐蝕性。硅的質量分數(shù)為15％一20％的高硅鑄鐵，是很好的耐酸材料。含有硅的鋼在氧化氣氛中加熱時，表面也將形成一層SiO2薄膜，從而提高鋼在高溫時的抗氧化性。缺點：（4）使鋼的焊接性能惡化。錳在鋼中的作用（1）錳對提高鋼的淬透性。（2）錳對提高低碳和中碳珠光體鋼的強度有顯著的作用。（3）錳對鋼的高溫瞬時強度有所提高。錳鋼的主要缺點是:，有較明顯的回火脆性現(xiàn)象；，因此錳鋼對過熱較敏感t在熱處理工藝上必須注意。這種缺點可用加入細化晶粒元素如鉬、釩、鈦等來克服：％時，會使鋼的焊接性能變壞。 鉻在鋼中的作用（1）鉻可提高鋼的強度和硬度。（2）鉻可提高鋼的高溫機械性能。（3）使鋼具有良好的抗腐蝕性和抗氧化性（4）阻止石墨化（5）提高淬透性。缺點：①鉻是顯著提高鋼的脆性轉變溫度②鉻能促進鋼的回火脆性。鎳在鋼中的作用（1）可提高鋼的強度而不顯著降低其韌性。（2）鎳可降低鋼的脆性轉變溫度，即可提高鋼的低溫韌性。（3）改善鋼的加工性和可焊性。（4）鎳可以提高鋼的抗腐蝕能力，不僅能耐酸，而且能抗堿和大氣的腐蝕。鉬在鋼中的作用（1）鉬對鐵素體有固溶強化作用。（2）提高鋼熱強性（3）抗氫侵蝕的作用。（4）提高鋼的淬透性。缺點：鉬的主要不良作用是它能使低合金鉬鋼發(fā)生石墨化的傾向。鎢在鋼中的作用（1）提高強度；（2）提高鋼的高溫強度。（3）提高鋼的抗氫性能。（4）是使鋼具有熱硬性。因此鎢是高速工具鋼中的主要合金元素。釩在鋼中的作用(1)熱強性。（2）釩能顯著地改善普通低碳低合金鋼的焊接性能。鈦在鋼中的作用（1）鈦能改善鋼的熱強性，提高鋼的抗蠕變性能及高溫持久強度；（2）并能提高鋼在高溫高壓氫氣中的穩(wěn)定性。使鋼在高壓下對氫的穩(wěn)定性高達600℃以上，在珠光體低合金鋼中，鈦可阻止鉬鋼在高溫下的石墨化現(xiàn)象。因此，鈦是鍋爐高溫元件所用的熱強鋼中的重要合金元素之一。鈮在鋼中的作用（1）鈮和碳、氮、氧都有極強的結合力，并與之形成相應的極為穩(wěn)定的化合物，因而能細化晶粒，降低鋼的過熱敏感性和回火脆性。(2)有極好的抗氫性能。(3)鈮能提高鋼的熱強性硼在鋼中的作用；（1）提高鋼的淬透性。（2）提高鋼的高溫強度。強化晶界的作用。鋁在鋼中的作用(1)用作煉鋼時的脫氧定氮劑，細化晶粒，抑制低碳鋼的時效，改善鋼在低溫時的韌性，特別是降低了鋼的脆性轉變溫度；(2)提高鋼的抗氧化性能。曾對鐵鋁合金的抗氧化性進行了較多的研究；4％AI即可改變氧化皮的結構，加入6％A1可使鋼在980C以下具有抗氧化性。當鋁和鉻配合并用時，其抗氧化性能有更大的提高。例如，含鐵50％一55％、鉻30％一35％、鋁10％一15％的合金，在1400C高溫時，仍具有相當好的抗氧化性。由于鋁的這一作用，近年來，常把鋁作為合金元素加入耐熱鋼中。 (3)此外，鋁還能提高對硫化氫和V2O5，的抗腐蝕性。 缺點：①脫氧時如用鋁量過多，將促進鋼的石墨化傾向。②當含鋁較高時．其高溫強度和韌性較低。
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