各種合金元素對(duì)鋼性能的影響(共18種元素)

1、各種合金元素對(duì)鋼性能的影響各種合金元素對(duì)鋼性能的影響(共1818種元素種元素)各種合金元素對(duì)鋼性能的影響1、Al（1）Al當(dāng)鋼中其含量小于3～5%時(shí)，是一有益的元素。其作用是：高的抗氧化性和電阻。①作為強(qiáng)烈脫氧劑加進(jìn)的Al，可生成高度細(xì)碎的、超顯微的氧化物，分散于鋼體積中。因而可阻止鋼加熱時(shí)的晶粒長(zhǎng)大（含Al＜10%，在加熱＜1200℃才有細(xì)化作用，否則其作用甚?。┖透纳其摰拇阃感?。所以這些氧化物成為結(jié)晶的中心，而在鋼冷卻時(shí)又對(duì)A體分解

2、起促進(jìn)作用。作為合金元素，有助于鋼的氮化，因而可提高鋼的熱穩(wěn)定性。所以AlN本身在加熱時(shí)具有高穩(wěn)定性，①與②都有利于減弱鋼的過(guò)熱傾向。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Cr13Al4、1Cr17Al5、1Cr25Al5。Al使電阻增高的程度比Cr還高的多。在Cr鋼中加Al，會(huì)粗晶易脆，所以其量一般不超過(guò)5%，個(gè)別才有8～9%。⑤對(duì)硅鋼而言，Al可減少α鐵心損失，降低磁感強(qiáng)度，與氧結(jié)合

3、可減弱磁時(shí)效現(xiàn)象，但Al的氧化物會(huì)使磁性變壞。Al（＞0.5%）也會(huì)使硅鋼變脆。（2）Al的不良影響①促進(jìn)鋼的石墨化，減少合金相中的碳溶濃度，所以硬度、強(qiáng)度降低。②加速脫碳當(dāng)Al含量增加至3～5%時(shí)，8～9%將會(huì)大大地促進(jìn)鋼錠的柱狀結(jié)晶過(guò)程。因此而大大增加鋼的機(jī)械熱加工的困難，也使鋼極易脫碳。（其熱加工之所以困難是因?yàn)樵摵辖痄撳V具有粗晶結(jié)構(gòu)，且其晶體的解理極弱，所以導(dǎo)熱性低，加熱時(shí)容易出現(xiàn)大的溫度差而鍛裂，甚至鋼錠的去皮加工都會(huì)使其晶界

4、氧化而破壞。此外，它在800℃以上的高溫長(zhǎng)時(shí)間停置也極易變脆。一般合金鋼中含Al量：合金結(jié)構(gòu)鋼：Al=0.4～1.1%(38CrAlA、38CrMoAlA、38CrWVAlA等)耐熱不起皮鋼：Al=1.1～4.5%(Cr13SiAl、Cr24Al2Si、Cr17Al4Si等)電熱合金：Al=3.5～6.5%(Cr13Al4、1Cr17Al5、Cr8Al5、0Cr17Al5等)甚至Al=8%Cr7Al7：考慮電熱合金受荷不大，雖有脆性，仍

5、可使用。2、Si（1）一般合金鋼中的Si含量不會(huì)高于3.5%，更多時(shí)（4.8～6.5%）將使鋼具有很高的脆性。Si的有益作用：高的熱強(qiáng)性和彈性極限，高的導(dǎo)磁率，渦流損失少。①象Al、Cr一樣，其氧化物均是尖晶石類(lèi)型的組織。其晶格常數(shù)與αFe、γFe區(qū)別小。因?yàn)槠溲趸锱c金屬分界處的晶胞之間就緊密而強(qiáng)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。所以它具有很強(qiáng)的抗氧化性和耐熱性能，而被加入耐熱鋼。②有利于提高鋼的彈性極限

6、，在中碳鋼中加入1～2%的Si，調(diào)質(zhì)中σb將增15～20%，而Aku也提高了，還提高了σs和δ。③利于促進(jìn)鋼中石墨化而用于煉制石墨鋼。此鋼可制軸承，甚至作為工具鋼代替，制沖奧氏體Mn鋼：有足夠高的塑性和很高的耐磨性。所以Mn能增加奧氏體的穩(wěn)定性，擴(kuò)大γ相區(qū)得奧氏體。降低淬火時(shí)的臨界冷卻速度。降低鋼的臨界點(diǎn)（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(shí)的變形也比較小，因此適于制大截面和復(fù)雜的零件。Mn=5%時(shí)，Mn

7、降至0℃。馬氏體Mn鋼：易使之發(fā)脆、淬裂。Mn易溶于鐵素體內(nèi)，形成弱碳化物其穩(wěn)定性不強(qiáng)。所以加熱過(guò)程中極易完全溶入奧氏休中，加之其臨界點(diǎn)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(shí)間，一般均以油淬或流動(dòng)空氣中冷卻為宜，只有形狀簡(jiǎn)單件才好用水淬。調(diào)質(zhì)鋼：將降低其塑性（回火脆性影響）。滲碳鋼：Mn的存在能促進(jìn)滲碳作用，所以能大大提高鋼的表面硬度與耐磨性，尤其可貴的是在滲碳時(shí)表面軟點(diǎn)較少，也不改變過(guò)分增碳的傾向。（滲碳

8、后的錳鋼，在最后淬火前，應(yīng)進(jìn)行一次正火或退火處理，以消除因長(zhǎng)時(shí)間滲碳造成的心部過(guò)熱）。結(jié)構(gòu)鋼：將促使其回火脆性增強(qiáng)。工具鋼：加入約1%Mn，可減少淬火時(shí)的體積變形，這對(duì)于精密工具和長(zhǎng)形工具來(lái)說(shuō)有重要的意義。（如CrMn、CrWMn鋼等）。④Mn可改善鋼的焊接性和低溫性能，還可減慢鋼的脫碳作用。⑤Mn量中還可適當(dāng)改善鋼的切削性能。⑥對(duì)某些鋼，Mn的作用可代Ni，能擴(kuò)大γ相區(qū)得奧氏體，如模具鋼（增強(qiáng)淬透性）、奧氏體鋼等。⑦高錳鋼對(duì)冷工硬化敏

9、感，可提高鋼的強(qiáng)度和耐磨性。（Mn=10～14%，而C=1～1.4%）⑧鉻錳奧氏體鋼的熱強(qiáng)性很好，甚至可超過(guò)Cr、Ni鋼，加4%Cr、Ni紅熱耐磨性更好。Mn價(jià)廉。（2）錳的不良影響是：①增加鋼的過(guò)熱敏感性（粗晶）：這是由于含Mn滲碳體的穩(wěn)定性不強(qiáng)，在加熱過(guò)程中很容易完全溶于奧氏體中。加之，Mn鋼的臨界點(diǎn)亦較低，所以就易粗晶了。為此鍛造和熱處理加熱都要嚴(yán)格控制加熱溫度和保溫時(shí)間。所有合金元素中，Mn是不能減低奧氏體晶粒長(zhǎng)大傾向的元素，相

10、反引起粗晶。②增強(qiáng)鋼對(duì)白點(diǎn)的敏感性，故要緩冷。（含C＞0.3%時(shí)影響即較大）③增強(qiáng)回火脆性，且易形成帶狀和纖維組織。故縱、橫向性能差較大（Mn＞2.4%延伸率↓↓）④高錳鋼熔點(diǎn)低（Mn13～14%，T熔1350～1400℃）平均線膨脹系數(shù)大（相當(dāng)于鋼類(lèi)矽鋼的1.9倍），導(dǎo)熱系數(shù)?。s為同類(lèi)矽鋼的13～14），熱加工稍難。⑤高錳鋼在冷速不夠時(shí)，易生成塊狀碳化物沿晶界析出，使鋼變脆，采用水淬速冷時(shí)，可使碳化物來(lái)不及析出，得到均勻奧氏體組織，