几种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％~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：使钢的焊接性能恶化。2、锰在钢中的作用（1）锰对提高钢的淬透性；（2）锰对提高低碳和中碳珠光体钢的强

2、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：（3）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；（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

3、钢中的作用（1）可提高钢的强度而不显著降低其韧性；（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

4、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 （1）提高钢的淬透性；（2）提高钢的高温强度。

5、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％~55％、铬30％~35％、铝10％~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

6、：（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。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

7、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

8、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，