合金元素在钢中的作用2

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1、(1)Ni镍在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的晶体结构。在不锈钢中增加镍的一个主要原因就是形成奥氏体晶体结构，从而改善诸如可塑性、可焊接性和韧性等不锈钢的属性，所以镍被称为奥氏体形成元素。普通碳钢的晶体结构称为铁氧体，呈体心立方(BCC)结构，加入镍，促使晶体结构从体心立方(BCC) 结构转变为面心立方(FCC)结构，这种结构被称为奥氏体。然而，镍并不是唯一具有此种性质的元素。常见的奥氏体形成元素有：镍、碳、氮、锰、铜。这些元素在形成奥氏体方面的相对重要性对于预测不锈钢的晶体结构具有重要意义。目前，人们已经研究出很多公式来表述奥氏体形成

2、元素的相对重要性，最著名的是下面的公式：奥氏体形成能力=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu%(2)Mo钼作为钢的合金化元素，可以提高钢的强度，特别是高温强度和韧性；提高钢在酸碱溶液和液态金属中的抗蚀性；提高钢的耐磨性和改善淬透性、焊接性和耐热性。钼是一种良好的形成碳化物的元素，在炼钢的过程中不氧化，可单独使用也可与其他合金元素共同使用。钼作为铁的合金添加剂，有助于形成完全珠光体的基体，能改善铸铁的强度和韧性，提高大型铸件组织的均匀性，还可以提高热处理铸件的可淬性。含钼灰口铸铁具有很好的耐磨性，可作重型车辆的闸轮和刹车片

3、等。钥为难熔金属，熔点高(2625℃)。钥固溶到基体金属中能提高固溶体的再结晶温度。钼是缩小γ-Fe相区、扩大α-Fe相区的合金元素，又是强碳化物形成元素。对提高耐热钢的热强性有较好的作用。钼在铁中可显著地抑制铁的自扩散，提高固溶体的再结晶温度。在含钼的低合金耐热钢中，钼的作用是强化固溶件及形成性质优异的细小的碳化物相。(3)V钒为难容金属，熔点高（1910）。钒是缩小y-Fe相区，扩大a-Fe相区的合金元素，是强碳化物形成元素。对提高耐热钢的热强性有较好的作用。钒在耐热钢种的作用与钼钨类似，但与弹门不同的是钒不能强化固溶体，也不能提高固

4、溶体的再结晶温度。钒在铁素体和奥氏体耐热钢中之所以能提高其热强性都是通过形成细小均匀分布的碳化物而起作用的，因为钒的碳化物是一种十分稳定的碳化物。钒是提高铁素体型耐热钢的热强性的有效元素，钒也在奥氏体型耐热钢中获得应用，但含量一般在百分之0.3-0.5之间。(4)Si硅是耐热钢中抗高温腐蚀的有益元素，同时，在钢中加入硅也能改善它在室温条件下的工作的性能。高温下，在含硅的耐热钢表面上形成一层保护性好，致密的sio2膜。钢中含硅量达百分之1-2是，就有较明显的抗氧化效果。当钢中含硅量过多（超百分之2）时，会导致钢的力学性能变坏。因此耐热钢中的

5、含硅量一般不超百分之2。硅与其他合金元素同时使用是，常有更有意的抗氧化效果。如在cr5mo钢中的硅含量从百分之0.2增加到百分之1时，显著地提高了该钢的抗高温氧化效果。当钢中含硅量超过百分之1时，可使它的使用温度提高到800°左右。硅与钼共同合金化对提高钢的抗高温氧化性有明显的效果。(5)Al铝是耐热钢中的抗氧化的重要合金元素。含铝的耐热钢在其表面上能形成良好的al2o3膜，它的氧化性能优于cr2o3膜。当耐热钢中含铝量达到百分之6时。可使钢在980°下具有良好的抗氧化性能。但当钢中的铝的含量达到或超过百分之8时，却显著地降低钢的塑性和焊

6、接性能，使钢难于塑性加工与焊接。所以，耐热钢中的铝的含量一般不超过百分之6(6)Ti钛是a-Fe形成元素，在Fe-Ti二元合金中，钛在y-Fe中的溶解度只有0.65%，但钛与Fe能形成一系列的金属间化合物，同时钛有是强碳化物形成元素之一。因此，含钛的耐热钢主要是靠其形成极小而又弥散分布的碳化物和金属间化合物来起作用。所以，耐热钢中海钛量均不太多。到目前为止，钛在低合金耐热钢中的应用并不多。钛是18-8型镍铬奥氏体耐热钢中的主要稳定化元素，其目的是防止晶间腐蚀。在某些沉淀硬化型奥氏体耐热钢中，钛与镍能形成金属间化合物，以达到提高热强性的目的

7、。(7)W钨为难熔金属，熔点高(3380℃)。钨固溶到基体金属中提高固溶体的再结晶温度。钨是缩小γ-Fe相区、扩大α-Fe相区的合金元素，是强碳化物形成元素。对提高耐热钢的热强性有较好的作用。在珠光体型耐热钢中，加钨可提高固溶体的热强性。在铁素体型耐热钢中加钨有两个目的：在12％Cr钢中加钨一是强化α相固溶体，提高固溶体的再结晶温度，阻碍扩散；另方面是产生弥散强化，或者以复杂的碳化物形式出现，或者以富钨的金属间化合物形式出现。钨的作用在高合金奥氏体耐热钢中的作用尤为明显。(8)Cr铬是耐热钢中抗高温氧化和抗高温腐蚀的主要元素，并能提高耐热

8、钢的热强性。钢中含铬量足够高时，能在其表面上形成一层致密的Cr2O3膜，这种氧化膜在定程度上能阻止氧、硫、氮等腐蚀性气体向钢中扩散，也能阻碍金属离子向外扩散，在一定的温度范围内还能形成层保护性