钢中碳锰元素的用途

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1、含碳量决定金属的硬度,锰则是决定金属的机械性能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15 20%

2、。硅和钼、钨、铭等结 合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。含硅1 4%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11 14%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,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆

3、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、铭(Cr):在结构钢和工具钢中,铭能显著提高强度、硬度和耐磨性, 但同时降低塑性和韧性。铭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):镍能提高钢的强度,而又保持良好的

4、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铭钢。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。在铭18镍9奥氏体不锈钢中加 入适当的钛,可避免晶间腐蚀。10、帆(V):帆是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的帆可细化组织晶粒,

5、提高 强度和韧性。帆与碳形成的碳化物,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、钻(Co):钻是稀有的贵重金属,多用于特殊钢和合金中,如热强钢和 磁性材料。14、铜(Cu):武钢用大冶矿石所炼的钢,往往含有铜。铜能提高强

6、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, 铝与铭、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,可以改变钢中央杂物的组成、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。

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