常用合金元素在钢中的作用

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1、...几种常用合金元素在钢中的作用为了合金化而加入的合金元素，最常用的有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒，钛，铌、硼、铝等。现分别说明它们在钢中的作用。   1、硅在钢中的作用:   (1)提高钢中固溶体的强度和冷加工硬化程度使钢的韧性和塑性降低。   (2)硅能显著地提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比,这是一般弹簧钢。   (3)耐腐蚀性。硅的质量分数为15％一20％的高硅铸铁，是很好的耐酸材料。含有硅的钢在氧化气氛中加热时，表面也将形成一层SiO2薄膜，从而提高钢在高温时的抗氧化性。   缺点：（4

2、）使钢的焊接性能恶化。   2、锰在钢中的作用   （1）锰提高钢的淬透性。   （2）锰对提高低碳和中碳珠光体钢的强度有显著的作用。   （3）锰对钢的高温瞬时强度有所提高。   锰钢的主要缺点是，①含锰较高时，有较明显的回火脆性现象；②锰有促进晶粒长大的作用，因此锰钢对过热较敏感t在热处理工艺上必须注意。这种缺点可用加入细化晶粒元素如钼、钒、钛等来克服：⑧当锰的质量分数超过1％时，会使钢的焊接性能变坏，④锰会使钢的耐锈蚀性能降低。   3、铬在钢中的作用   （1）铬可提高钢的强度和硬度。  

3、 （2）铬可提高钢的高温机械性能。   （3）使钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性   （4）阻止石墨化   （5）提高淬透性。   缺点：①铬是显著提高钢的脆性转变温度②铬能促进钢的回火脆性。   4、镍在钢中的作用   （1）可提高钢的强度而不显著降低其韧性。参考学习...   （2）镍可降低钢的脆性转变温度，即可提高钢的低温韧性。   （3）改善钢的加工性和可焊性。   （4）镍可以提高钢的抗腐蚀能力，不仅能耐酸，而且能抗碱和大气的腐蚀。   5、钼在钢中的作用   （1）钼对铁素体有固溶强化作

4、用。   （2）提高钢热强性   （3）抗氢侵蚀的作用。   （4）提高钢的淬透性。   缺点：钼的主要不良作用是它能使低合金钼钢发生石墨化的倾向。   6、钨在钢中的作用   (1)提高强度   （2）提高钢的高温强度。   （3）提高钢的抗氢性能。   （4）是使钢具有热硬性。因此钨是高速工具钢中的主要合金元素。   7、钒在钢中的作用   (1)热强性。   （2）钒能显著地改善普通低碳低合金钢的焊接性能。   8、钛在钢中的作用   （1）钛能改善钢的热强性，提高钢的抗蠕变性能及高温持久强

5、度；   （2）并能提高钢在高温高压氢气中的稳定性。使钢在高压下对氢的稳定性高达600℃以上，在珠光体低合金钢中，钛可阻止钼钢在高温下的石墨化现象。因此，钛是锅炉高温元件所用的热强钢中的重要合金元素之一。   9、铌在钢中的作用   （1）铌和碳、氮、氧都有极强的结合力，并与之形成相应的极为稳定的化合物，因而能细化晶粒，降低钢的过热敏感性和回火脆性。   (2)有极好的抗氢性能。   (3)铌能提高钢的热强性   10、硼在钢中的作用；参考学习...   （1）提高钢的淬透性。   （2）提高钢的

6、高温强度。强化晶界的作用。   11、铝在钢中的作用   (1)用作炼钢时的脱氧定氮剂，细化晶粒，抑制低碳钢的时效，改善钢在低温时的韧性，特别是降低了钢的脆性转变温度；   (2)提高钢的抗氧化性能。曾对铁铝合金的抗氧化性进行了较多的研究；4％AI即可改变氧化皮的结构，加入6％A1可使钢在980C以下具有抗氧化性。当铝和铬配合并用时，其抗氧化性能有更大的提高。例如，含铁50％一55％、铬30％一35％、铝10％一15％的合金，在1400C高温时，仍具有相当好的抗氧化性。由于铝的这一作用，近年来，常

7、把铝作为合金元素加入耐热钢中。   (3)此外，铝还能提高对硫化氢和V2O5的抗腐蚀性。   缺点：①脱氧时如用铝量过多，将促进钢的石墨化倾向。②当含铝较高时．其高温强度和韧性较低元素名称  对组织的影响  对性能的影响Al  缩小γ相区，形成γ相圈；在α铁及γ铁中的最大溶解度分别为36％及0.6％，不形成碳化物，但与氮及氧亲和力极强  主要用来脱氧及细化晶粒。在滲氮钢中促进形成坚硬耐蚀的滲氮层。含量高时，赋予钢在高温时抗氧化及耐氧化性介质、H2S气体的腐蚀的性能。固溶强化作用大。在耐热合金中，与

8、镍形成γ’相（Ni3Al），从而提高其热强性。有促使石墨化倾向，对淬透性影响不显著As  缩小γ相区，形成γ相圈，作用与磷相似，在钢中偏析严重  含量不超过0.2％时，对钢的一般力学性能影响不大，但增加回火脆性的敏感性B  缩小γ相区，但因形成Fe2B，不形成γ相圈。在α铁及γ参考学习...铁中的最大溶解度分别为不大于0.008％0.02％  微量硼在晶界上阻抑铁素体晶核的形成，从而延长奥氏体的孕育期，提高钢的淬透性。但随着钢中碳含量的增加，此种作用逐渐减弱以至完全消失C  扩大γ