化学元素在不锈钢中的作用.doc

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1、硅Si元素在不锈钢中的作用对不锈钢的显微组织及热处理的作用1.作为钢中的合金元素，其含量一般不低于4%。以固溶体形态存在于铁素体或奥氏体中，缩小奥氏体相区   2.提高退火、正火和淬火温度，在亚共析钢中提高淬透性   3.硅不形成碳化物，有强烈的促进碳的石墨化的作用，在硅含量较高的中碳和高碳钢中，如不含有强碳化物形成元素，易在一定温度条件下发生石墨化   4.在渗碳钢中，硅减小渗碳层厚度和碳的浓度   5.硅对钢水有良好脱氧作用对不锈钢的力学性能的作用1.提高铁素体和奥氏体的硬度和强度，其作用较Mn、Ni、Cr、W、Mo、V等更强；显著提高钢的弹性极限、屈服强度和屈强

2、比，并提高疲劳强度和疲劳比   2.硅含量超过3%显著降低钢的塑性和韧性；硅提高塑脆转变温度   3.硅易使钢中形成带状组织，使横向性能低于纵向性能   4.改善钢的耐磨性能对不锈钢的物理、化学及工艺性能的作用1.降低钢的密度、热导率、电导率和电阻温度系数   2.硅钢片的涡流损耗量显著低于纯铁，矫顽力磁阻和磁滞损耗较低，磁导率和磁感强度较高。但在强磁场中，硅降低磁感强度   3.提高高温时钢的抗氧化性能，但硅含量高时，表面脱碳加剧   4.硅含量超过2.5%的钢，其变形加工较为困难   5.硅降低钢的可焊性在不锈钢中的应用1.在普通低合金钢中提高强度，改善局部腐蚀抗

3、力，在调质钢中提高淬透性和抗回火性，是多元合金结构钢中的主要合金组元之一   2.硅含量为0.25%-2.8%的SiMn或SiMnB钢（碳含量0.5%-0.7%）广泛用于高载荷弹簧材料，同时加入W、V、Mo、Nb、Cr等强碳化物形成元素   3.硅钢片为含硅1%-4.5%的低碳和超低碳钢，用于电机和变压器   4.在不锈钢和耐蚀钢中，与Mo、W、Cr、Al、Ti、N等配合，提高抗蚀和抗高温氧化能力   5.硅含量较高的石墨钢用于冷作模具材料化学元素对钢性能的影响1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能

4、变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。 2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增

5、加，会降低钢的焊接性能。3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11－14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。4、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。5、硫（S）：硫在通常

6、情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。6、铬（Cr）：在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。7、镍(Ni)：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源，故应尽量采用其他合金元素

7、代用镍铬钢。8、钼(Mo)：钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力，发生变形，称蠕变)。结构钢中加入钼，能提高机械性能。还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。9、钛(Ti)：钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密，细化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛，可避免晶间腐蚀。10、钒(V)：钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。11、钨(W)：