化学元素在钢材中的作用.pdf

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1、化学元素在钢材中的作用化学成分对钢的显微组织及热处理的作用对钢的力学性能的作用对钢的物理、化学及工艺性能的作用在钢中的应用1、提高铁素体和奥氏体的硬度和强度，其作1、作为钢中的合金元素，其含量一般不低于用较Mn、Ni、Cr、W、Mo、V等更强；显著提高1、在普通低合金钢中提高强度，改善局部1、降低钢的密度、热导率、电导率个电阻温度系0.4%。以固溶体形态存在于铁素体或奥氏体钢的弹性极限、屈服极限和屈强比（δs/δ腐蚀能力，在调制钢中提高淬透性和抗回数。中，缩小奥氏体相区。b），并提高疲劳强度和疲劳比（δ-1/δb）火性，是多元合金结构钢组合元之一。。2、硅

2、含量为0.5%-2.8%的SiMn或SiMnB钢2、硅钢片的涡流损耗量显著低于纯铁，矫顽力、2、提高退火、正火和淬火温度，在亚共析钢2、硅含量超过3%时显著钢的塑性和韧性；硅（碳含量0.5%-0.7%）广泛用于高载荷弹磁阻和磁滞损耗较低，磁导率和磁感应强度较高中提高淬通性。提高塑/脆转变温度。簧材料，同时加入W、V、Mo、Nb、Cr等强。但在强磁场中，硅降低磁感应强度。碳化物形成元素。3、硅不形成碳化物，有强烈的促进碳的石黑化的作用，在硅含量较高的中碳和高碳钢中，3、硅易使钢中形成带状组织，使横向性能低3、提高高温时硅的氧化性能，但硅含量高时，表3、硅钢片

3、为含硅1.0%-4.5%的低碳和超低硅（Si）如不含有强碳化物形成元素，易在一定温度条于纵向性能。面脱碳加剧。碳钢，用于电机和变压器。件下发生石黑化。4、在不锈钢和耐蚀钢中，与Mo、W、Cr、4、在渗碳钢中，硅减小渗碳层厚度和碳的浓4、改善钢的耐磨性能。4、硅含量超过2.5%的钢，其变形加工较为困难Al、Ti、N等配合，提高抗蚀和抗高温氧化度。能力。5、硅含量较高的石墨刚用于冷作模具材料5、硅对钢水有良好的脱氧作用。5、硅降低钢的可焊性。。化学成分对钢的显微组织及热处理的作用对钢的力学性能的作用对钢的物理、化学及工艺性能的作用在钢中的应用1、随锰含量的增加

4、，钢的热导率急剧下降，线膨1、锰是良好的脱氧化剂和脱硫剂，工业用钢1、锰强化铁素体或奥氏体的作用不及碳、磷1、易切削钢中常有适量的锰和磷，MnS夹胀系数上升，使快速加热或冷却的形式较大的内中一般均含有一定量的锰。、硅，在增加强度的同时，对延展无影响。杂使切屑易于碎断。应力，工件开裂的倾向增大。2、锰固溶于铁素体和奥氏体中，扩大奥氏体区，使临界温度A4点升高，A3点降低，（α+2、普通低合金钢中利用锰来强化铁素体和γ）区下移，当锰含量超过12%时，上临界点2、由于细化了珠光体，显著提高低碳和中碳2、使钢的电导率急剧降低，电阻率相应增大，电珠光体，提高钢的强度

5、，锰含量一般为降至室温以下，使钢在室温时形成单一奥氏体珠光体的强度，使延展性有所降低。阻温度系数下降。1%~2%。组织。在降低共析温度同时，使共析体中的碳含量减少。3、锰强烈降低钢的Ar1和马氏体转变温度（其3、使矫顽力增大，饱和磁感、剩余磁感和磁导率3、通过提高淬透性而提高了调质处理索氏体3、渗碳和调质合金结构钢的许多系列中含作用仅次于碳）和钢中相变的速度，提高钢的均下降，因而锰对永磁合金有利，对软磁合金有钢的力学性能。有不超过2%的锰。淬透性，增加强于奥氏体含量。利，对软磁合金有害。锰（Mn）4、锰含量高时，钢的抗氧化性能下降。4、使钢的调质组织均匀、

6、细化，避免了渗碳4、在严格控制热处理工艺、避免过热时的晶4、弹簧钢、轴承钢和工具钢中利用锰强烈由于提高了淬透性和降低了马氏体转变温度，对层中碳化物的聚集成块，但增大了钢的过热敏粒长大以及好回火脆性的前提下，锰不会降低提高淬透性的作用。可采用油淬和空冷的焊接性能有不利影响。在适当范围内应降低碳含感性和回火脆性倾向。钢的韧性。淬火工艺，减少开裂、扭曲和变形。量。5、耐磨钢、无磁钢、不锈钢、耐热钢、包5、使钢中的硫形成较高的MnS，避免了晶界上的括高碳钢锰耐磨铸钢5、锰是弱碳化物形成元素。FeS薄膜，消除钢的热脆性，改善热加工性能。（C:1.0%~1.4%,Mn

7、:10%~14%）,中碳高锰无磁钢（C:0.3%~0.6%,Mn:18%~19%）6、低碳高锰不锈钢（有Cr,无Ni或少6、高锰奥氏体钢的变相阻力较大，且钢锭中柱状Ni），高锰耐热钢（以Mn代Ni的耐热不起结晶明显，锻轧时较易开裂。皮钢，或含有AI,Mo,V等）。化学成分对钢的显微组织及热处理的作用对钢的力学性能的作用对钢的物理、化学及工艺性能的作用在钢中的应用1、磷、砷、锑在周期表中同族，在钢中作用1、应用于钢轨钢及易切削钢，也用于炮弹1、提高钢的强度。1、改善钢的耐磨性。类似，均使奥氏体相区缩小。钢。2、在铁中有一定溶解度，与铁形成低熔点化2、降低塑性

8、和韧性，碳量越高，引起的脆性2、在多数其他情况下应尽量减少钢中磷等