钢材化学元素特性.doc

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1、[日期：2005-06-04]来源： 作者：[字体：大中小]耐热结构钢  在室温和工作温度条件下此类钢的组织为珠光体或珠光体加入量铁素体。其典型代表钢种为低合金铬钼钢、铬钼钒钢、铬硅钢、铬镍钼钢。在汽轮机、锅炉和压力容器、石油化工等行业中应用很广泛，多用于热交换器管和高压容器等。这类钢热膨胀系数小，热导率大，工艺性能好，使用温度450℃~620℃。合金元素含量一般小于5%。硼钢硼钢是指加入硼元素的钢。硼在钢中的作用主要是增加钢的淬透性，一般加入量很少(0.0003%~0.005%)。硼元素资源富有，价格便宜。钢中添加硼能显著节省镍、铬

2、、钼等昂贵的合金元素，有可观的经济效益。硼钢的主要优点是价格便宜，在保证钢具有所需淬透性和力学性能的同时，钢的热、冷加工性能较好。主要缺点是，淬透性的波动比不含硼元素的钢大。易切削结构钢  通过加入易切削元素提高钢的切削性能的钢。主要易切削元素有硫、磷、铅、硒、钙、碲、铋等。这些元素可以单独加入，也可以复合加入钢中，如硫与磷，硫与铅等。  按钢中易切削元素的不同可以为硫易切削钢、铅易切削钢、硒易切削钢、复合易切削钢等。  对易切削结构钢的力学性能要求较高，多用于制造负荷较大的重要零件，如齿轮、连杆、轴等汽车零部件、各种渗碳件及重要标准

3、件。  除按以上分类外，合金结构(包括轻武器用钢、坦克装甲有钢、火炮用钢、炮弹用钢等)，舰船用合金结构钢，锅炉和压力容器用合金结构钢，石油化工等抗腐蚀用合金结构钢，燃气轮机等用合金钢结构钢等。冷镦钢   用冷镦加工方法制造紧固件、连接件(如螺栓、螺母、螺钉、铆钉等)用的钢称为冷镦钢，俗称铆螺钢。  通常使用的有调质型合金钢、低温回火型合金结构钢、低碳低合金高强度钢、铁素体-马氏体双相钢等。  冷镦是在常温下利用金属塑性成形的。采用冷镦工艺制造紧固件，不但效率高、质量好，而肯用料省、甩本低。但是冷镦工艺对原材料的质量要求较高。冷镦性能是

4、冷镦钢的重要性能之一。冷镦钢应具备的主要性能是，具有良好的冷成形性；对于冷镦钢变形要具有尽可能小的阻力和可能高的变形能力。为此，一般要求冷镦钢的屈强比为0.5~0.65，断面收缩率大于50%。此外，为避免在冷镦时表面开裂，要求钢材表面质量良好，同时钢材的表面脱碳要尽可能小。  标准规定钢材应进行冷顶试验。要求试样冷顶锻后冷顶锻前高度之比为高级；1/4；较高及；1/3；普通级；1/2。一般标准规定为1/2。非调质钢非调质钢是在中碳锰钢的基础上加入钒、钛、铌微合金化元素，使其在加热过程中溶于奥氏体中，因奥氏体中的钒、钛、铌的固溶度随着冷却

5、而减小，微合金元素钒、钛、铌将以细小的碳化物和氮化物形式在先析出的铁素体和珠光体中析出。这些析出物与母相保持共格关系，使钢强化。这类钢在热轧状态、锻造状态或正火状态的力学性能右接近达到一般质状态的力学性能水平，因此，在应用时可省略掉调质处理工序，既缩短了生产周期，又节省了能源。非调质钢的力学性能取决于基体显微组织和析出相的强化。非调质钢分为热锻用非调质钢、直接切削用非调质钢、冷作强公非调质钢和高韧性非调质钢。热锻用非调质钢用于热锻件(如曲轴、连杆等)，直接切削用非调质钢用热轧件直接加式成零件，冷作强化非调质钢用于标准件(如螺栓、螺母等

6、)，高韧性非调质钢用于要求韧性较高的零部件。氮化钢（渗氮钢）适合于氮化（或渗氮）工艺的钢种，称氮化钢或渗氮钢。一般狭义而言，是指专门为渗氮零件设计、冶炼、加工的一种特殊钢种。其典型代表为38CrMoAL。氮化钢制作的机器零件，经氮化处理后，能获得极高的表面硬度、良好的耐磨性、高的疲劳强度和较低的缺口敏感性、一定的抗腐蚀能力、高的热稳定性，氮化处理用于处理某些在较高温度工作的耐磨零件或精密零件，如内燃机曲轴、汽缸套和汽阀、镗床的主轴和主轴套、精密齿轮和业密机床丝杆等。氮化钢的合金化应考虑以下几点：（1） 氮化前需进行调质处理。氮化钢首先

7、应是调质钢，即具有足够的淬透性。铬、锰、钼是提高淬透性的有效元素。（2） 为了使钢在氮化温度下（500～570℃）他长时间加热后仍能保持强度不变，向钢中加入钼和钒。为了防止或减轻高温回火脆性，往往向钢中添加0.2％～0.5％Mo。（3） 氮化时，渗入α相基体的氮原子同固溶于α相中的铬、钼、钨、钒、铝等元素结全，形成合金氮化物，呈细小颗粒，与α相基体保持共格、弥散分布，起沉淀化作用，使 氮化层硬度提高，并能在氮化温度下长时间保持弥散状态和高硬度。渗碳钢　　具有高碳的耐磨表层和低碳的高强韧性心部，能承受巨大的冲击载荷、接触应力和磨损。汽车

8、、工程机械和机器制造等行业中，大量使用的齿轮，　是渗碳件的心部组织为50%左右的马氏体加其他非马氏体组织。重要用途（如航空渗碳齿轮），心部组织亦应为马氏体或马氏体/贝氏体组织。提高淬透性的常用合金元素有铬、锰、镍、钼和硼