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1、钢铁中所含元素在钢铁应用的作用 2008-11-12 15:20 1、磷( P): 使钢产生冷脆和降低钢的冲击韧性;但可改善钢的切削性能。2、硅( Si):能增加钢的强度、弹性、耐热、耐酸性及电阻系数等。冶炼中的脱氧剂能增加钢的过热和脱碳敏感性。3、锰( Mm ):能提高钢的强度和硬度及耐磨性。冶炼时的脱氧剂和脱硫剂。4、铬( Cr):能增加钢的机械性能和耐磨性,可增大钢的淬火度和淬火后的变形能力。同时又可增加钢的硬度、弹性、抗磁力和抗强力,增加钢的耐蚀性和耐热性等。5、镍( Ni):可以提高钢的强度、韧性、耐热性、防腐性、抗酸性、导磁性等。增加钢的淬透性及硬度。6、钒( V):可赋于钢的一些
2、特殊机械性能:如提高抗张强度和屈服点,明显提高钢的高温强度。7、钛( Ti ):可防止和减少钢中气泡的产生,提高钢的硬度、细化晶粒、降低钢的时效敏感性、冷脆性和腐蚀性。8、铜( Cu ):一般如P、S一样是残留有害元素。Cu的存在会降低钢的机械性能,破坏钢的焊接性能,会使钢在锻轧等加工时产生热脆性。钢中加入一定量的Cu,可提高钢的退火硬度,降低成本。若含Cu 0.15 0.25%时,可使钢的耐大气腐蚀的性能。9、铝( Al):( 1)低碳结构钢中 0.5 1% 的 Al 有助于增加钢的硬度和强度;( 2)铬钼钢和铬钢中含Al 可增加其耐磨性;(3)高碳工具钢中Al 的存在可使产生淬火脆性。10
3、、钨( W ):可提高钢的蠕变强度,又是钢中碳化物的强促进剂,每1% 的 W可提高钢的抗张强度和屈服点4#215;9.8N/cm2, 并使其具有回火稳定性和高温强度。11、钼( Mo ):可增加钢的强度又不致降低钢的可塑性和韧性,同时又能使钢在高温下具有足够的强度,能改善钢的冷脆性和耐磨性等。12、钴( Co):可以提高和改善钢的高温性能,增加其红硬性,提高钢的抗氧化性和耐蚀性能等。13、铌( Nb ):可使钢的晶粒细化,降低钢的过热敏感性及回火脆性;改善钢的焊接性能,提高耐热钢的强度和抗蚀性等。14、钽( Ta):提高钢的质量及机械性能,提高合金的熔点、高温强度、碳化物及 相的稳定性。 15
4、 、锆( Zr): 冶炼过程中的除氧、硫、磷剂,Zr、Hf 能提高钢的强度与硬度,尤其是钢的持久强度及改善钢的焊接性能。16、稀土( Re): 是很好的脱氧、脱硫剂。能消除或见减弱钢中许多有害元素的影响,改善钢的质量。 在不锈耐热钢中加入Re可改善钢的热加工性能,结构钢中加入Re可提高其塑性及韧性。17、硼( B ):钢中的“维生素“。能成倍地增加淬火性;增加钢的硬度和抗张力;改善钢的焊接性能等。低碳钢中加入0.1 4.5%的 B,有吸收中子的功能。18、钙( Ca ):可以提高钢的强度及切削性能。冶炼过程中的净化剂。(除氧、硫、磷等)常见元素在钢中的作用在钢材中添加不同的元素,可以使钢产生多
5、种类型的产品,下面是一些元素对钢起的作用的介绍. (1)碳;含碳量越高,钢的硬度就越高,但是它的可塑性和韧性就越差.相反 ,含炭量越低 ,钢的硬度就越低,但其塑性和韧性就越好. (2)硫;含硫较高的钢在高温进行压力加工时,容易脆裂, 通常叫作热脆性 所以说硫是钢中的有害杂物,(3)磷;但从另方面看,在低碳钢中含有较高的硫和磷,能使其切削易断,对改善钢的可切削性是有利的但在含炭量高的钢材中,能使钢的可塑性及韧性明显下降,特别的在低温下更为严重,这种现象叫作冷脆性在优质钢中,硫和磷要严格控制(4)锰;能提高钢的强度,能消弱和消除硫的不良影响,并能提高钢的淬透性,含锰量很高的高合金钢(高锰钢)具有良
6、好的耐磨性和其它的物理性能(5)硅;它可以提高钢的硬度,但是可塑性和韧性下降,电工用的钢中含有一定量的硅,能改善软磁性能(6)钨;能提高钢的红硬性和热强性,并能提高钢的耐磨性(7)铬;能提高钢的淬透性和耐磨性,能改善钢的抗腐蚀能力和抗氧化作用(8)钒;能细化钢的晶粒组织,提高钢的强度,韧性和耐磨性当它在高温熔入奥氏体时,可增加钢的淬透性;反之,当它在碳化物形态存在时,就会降低它的淬透性(9)钼;可明显的提高钢的淬透性和热强性,防止回火脆性,提高剩磁和娇顽力(10)钛;能细化钢的晶粒组织,从而提高钢的强度和韧性在不锈钢中,钛能消除或减轻钢的晶间腐蚀现象(11)镍;能提高钢的强度和韧性,提高淬透性
7、含量高时,可显著改变钢和合金的一些物理性能,提高钢的抗腐蚀能力(12)硼;当钢中含有微量的(0.001 0.005 )硼时,钢的淬透性可以成倍的提高(13)铝;能细化钢的晶粒组织,阻抑低碳钢的时效提高钢在低温下的韧性,还能提高钢的抗氧化性,提高钢的耐磨性和疲劳强度等(14)铜;它的突出作用是改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能,特别是和磷配合使用时更为明显化学元素对钢性能的影响 2009-12-26 10:17 化学元素对钢性能的影响 摘要:化学元素对钢性能的影响, 碳素工具钢(一) 生产品种热轧 棒材圆钢直径或方钢边长8mm80mm 段制棒材圆钢直径或方钢边长 50mm150mm . 化学元素对
8、钢性能的影响 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 量一般不超过 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。硅能显著提 高钢的弹性极限, 屈服点和抗拉强度, 故广泛用于作弹簧钢。 在调质结构钢中加 入 1.0 1.2%的硅,强度可提高1520% 。硅和钼、
9、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 14% 的低碳钢,具有极高的导磁率, 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,一般钢中含锰 0.30 0.50%。在碳素钢中加入 0.70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不 但有足够的韧性, 且有较高的强度和硬度, 提高钢的淬性,改善钢的热加工性能, 如 16Mn钢比 A3屈服点高 40% 。含锰 1114% 的钢有极高的耐磨性,用于挖土机 铲斗,球磨机衬板等。锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。 4、磷(P):在一般情况下,磷是钢中有害元
10、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,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。 6、铬( Cr):在结构钢和工具钢中,铬能显著提高强度、硬度和耐磨性, 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
11、高钢的强度,而又保持良好的塑性和韧性。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,在高温时保持 足够的强度和抗蠕变能力(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。改善焊接性能。在铬18 镍 9 奥氏体不锈钢中加入适 当的钛,可避免晶间腐蚀。 10、钒(V)
12、:钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒,提高 强度和韧性。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):钨熔点高,比重大,是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有 很高的硬度和耐磨性。 在工具钢加钨, 可显著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, 可提高抗大气腐蚀及高温下抗 氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌,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
13、性材料。 14、铜(Cu):武钢用大冶矿石所炼的钢, 往往含有铜。铜能提高强度和韧性, 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 显著降低。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,可细化晶粒,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,可显著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改善钢的致密性和热轧性能,提高强度。 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) :稀土元素是指元素周期表中原子序数为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”,所以习惯上称稀土。钢 中加入稀土,可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质,从而改善了钢的 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。