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合金元素对钢的性能影响

产品来源:上海今舜不锈钢有限公司   发布者:JINSHUN   访问量:次

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PS:由于篇幅有限,需要更多详情资料请致电我公司或是发送邮件,索取了解,谢谢……

元素
名称
强度 弹性 冲击
韧度
屈服点 硬度 伸长蛊 断面收缩率 低温
韧性
高温
强度
耐磨性 被切
削性
锻压性 渗碳性能 渗氮
性能
抗氧
化性
耐蚀性 冷却
速度
Mr① + + 0 + + O O + O -- - + O O O · -
Mn② + · · - --- +++ O +   · --- --- · · -- · --
Cr ++ + - ++ ++ - - · + + · - ++ ++ --- +++ ---
Ni① + · O + + O O ++ + -- - - · · - · --
Ni② + · +++ - -- +++ ++ ++ +++ · --- --- · · -- ++ --
Si + +++ - ++ + - · ·   + - - - - - + -
Cu + · 0 ++ + 0 O · + · 0 --- · · O + ·
M0 + · - + + - - · ++ ++ - - +++ ++ ++ · --
C0 + · - + + - - · ++ +++ O - · · - · ++
V + + - + + O O + ++ ++ · - ++++ + - + --
W + · O + + - -   +++ +++ -- -- ++ + -- · --
Al + · - + + · - + · · · -- · +++ -- · ·
Ti +   -         + +   + - + + + +  
S · · - · · - - · · · +++ --- · · · - ·
P + · --- + + - - · · · ++ - · · · · ·

 注:“+”表示提高,“一’’表示降低,“O”表示没有影响,“·”表示影响情况尚不清楚,多个“+”或“一”表示提高或降低的强烈程度。    ①表示在珠光体钢中;②表示在奥氏体钢中。
 
表1—38主要合金元素对钢性能影响的有关说明
元素名称 对性能主要影响
Al 主要作用为细化晶粒和脱氧,在渗氮钢中能促成渗氮层,含量高时,能提高高温抗氧化性,耐H2s气体的腐蚀作用,固溶强化作用大,提高耐热合金的热强性,有促使石墨化倾向
B 微量硼能提高钢的淬透性,但随钢中碳含量增加,淬透性的提高逐渐减弱以至完全消失
C 含量增加,钢的硬度和强度也提高,但塑性和韧性随之下降
C0 有固溶强化作用,使钢具有红硬性,提高高温性能、抗氧化和耐腐蚀性,为高温合金及超硬高速钢的重要合金元素,提高钢的Ms点,降低钢的淬透性
Cr 提高钢的淬透性,并有二次硬化作用,增加高碳钢的耐磨性,含量超过12%时,使钢具有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀作用,提高钢的热强性,是不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素,但含量高时易产生脆性
Cu 含量低时,作用和镍相似,含量较高时,对热变形加工不利,如超过O.30%时,在热变形加工时导致高温铜脆现象,含量高于O.75%时,经固溶处理和时效后可产生时效强化作用。在低碳合金钢中,特别是与磷同时存在,可提高钢的抗大气腐蚀性,2%一3%的铜在不锈钢中可提高对硫酸、磷酸及盐酸等的抗腐蚀性及对应力腐蚀的稳定性
Mn 降低钢的下临界点,增加奥氏体冷却时的过冷度,细化珠光体组织以改善其力学性能,为低合金钢的重要合金元素,能明显提高钢的淬透性,但有增加晶粒粗化和回火脆性的不利倾向
Mo 提高钢的淬透性,含量0.5%时,能降低回火脆性,有二次硬化作用。提高热强性和蠕变强度,含量2%~3%时,提高抗有机酸及还原性介质腐蚀能力
N 有不明显的固溶强化及提高淬透性的作用,提高蠕变强度,与钢中其他元素化合,有沉淀硬化作用,表面渗氮,提高硬度及耐磨性,增加抗蚀性,在低碳钢中,残余氮会导致时效脆性
Nb 固溶强化作用很明显,提高钢的淬透性(溶于奥氏体时),增加回火稳定性,有二次硬化作用,提高钢的强度、冲击韧性,当含量高时(大于碳含量的8倍),使钢具有良好的抗氢性能,并提高热强钢的高温性能(蠕变强度等)
Ni 提高塑性及韧性,(提高低温韧性更明显),改善耐蚀性能,与铬、钼联合使用,提高热强性,是热强钢及不锈耐酸钢的主要合金元素之一
P 固溶强化及冷作硬化作用很好,与铜联合使用,提高低合金高强度钢的耐大气腐蚀性能,但降低其冷冲压性能,与硫、锰联合使用,改善切削性,增加回火脆性及冷脆敏感性
Pb 改善切削加工性
RE 包括镧系元素及钇和钪等17个元素,有脱气、脱硫和消除其他有害杂质作用,改善钢的铸态组织,O.2%的含量可提高抗氧化性、高温强度及蠕变强度,增加耐蚀性
S 改善切削性。产生热脆现象,恶化钢的质量,硫含量高,对焊接性产生不好影响
Si 常用的脱氧剂,有固熔强化作用,提高电阻率,降低磁滞损耗,改善磁导率,提高淬透性,抗回火性,对改善综合力学性能有利,提高弹性极限,增加自然条件下的耐蚀性。含量较高时,降低焊接性,且易导致冷脆。中碳钢和高碳钢易于在回火时产生石墨化
Ti 固溶强化作用强,但降低固溶体的韧性,固溶于奥氏体中提高钢的淬透性,但化合钛却降低钢的淬透性。改善回火稳定性,并有二次硬化作用,提高耐热钢的抗氧化性和热强性,如蠕变和持久强度,且改善钢的焊接性
V 固溶于奥氏体中可提高钢的淬透性,但化合状态存在的钒,会降低钢的淬透性,增加钢的回火稳定性,并有很强的二次硬化作用,固溶于铁素体中有极强的固溶强化作用。细化晶粒以提高低温冲击韧性,碳化钒是最硬耐磨性最好的金属碳化物,明显提高工具钢的寿命,提高钢的蠕变和持久强度,钒、碳含量比超过5.7时,可大大提高钢抗高温高压氢腐蚀的能力,但会稍微降低高温抗氧化性
W 有二次硬化作用,使钢具有红硬性,提高耐磨性,对钢的淬透性、回火稳定性、力学性能及热强性的影响均与钼相似,稍微降低钢的抗氧化性
Zr 锆在钢中作用与铌、钛、钒相似,含量小时,有脱氧、净化和细化晶粒的作用,提高钢的低温韧性,消除时效现象,提高钢的冲压性能