各種合金元素對鋼性能的影響(共18種元素)

1、各種合金元素對鋼性能的影響各種合金元素對鋼性能的影響(共1818種元素種元素)各種合金元素對鋼性能的影響1、Al（1）Al當鋼中其含量小于3～5%時，是一有益的元素。其作用是：高的抗氧化性和電阻。①作為強烈脫氧劑加進的Al，可生成高度細碎的、超顯微的氧化物，分散于鋼體積中。因而可阻止鋼加熱時的晶粒長大（含Al＜10%，在加熱＜1200℃才有細化作用，否則其作用甚?。┖透纳其摰拇阃感?。所以這些氧化物成為結晶的中心，而在鋼冷卻時又對A體分解

2、起促進作用。作為合金元素，有助于鋼的氮化，因而可提高鋼的熱穩(wěn)定性。所以AlN本身在加熱時具有高穩(wěn)定性，①與②都有利于減弱鋼的過熱傾向。③可改善鋼的抗氧化性，考慮②和③，④能提高鋼的電阻，與Cr共同用于制造高電阻鉻鋁合金：如Cr13Al4、1Cr17Al5、1Cr25Al5。Al使電阻增高的程度比Cr還高的多。在Cr鋼中加Al，會粗晶易脆，所以其量一般不超過5%，個別才有8～9%。⑤對硅鋼而言，Al可減少α鐵心損失，降低磁感強度，與氧結合

3、可減弱磁時效現(xiàn)象，但Al的氧化物會使磁性變壞。Al（＞0.5%）也會使硅鋼變脆。（2）Al的不良影響①促進鋼的石墨化，減少合金相中的碳溶濃度，所以硬度、強度降低。②加速脫碳當Al含量增加至3～5%時，8～9%將會大大地促進鋼錠的柱狀結晶過程。因此而大大增加鋼的機械熱加工的困難，也使鋼極易脫碳。（其熱加工之所以困難是因為該合金鋼錠具有粗晶結構，且其晶體的解理極弱，所以導熱性低，加熱時容易出現(xiàn)大的溫度差而鍛裂，甚至鋼錠的去皮加工都會使其晶界

4、氧化而破壞。此外，它在800℃以上的高溫長時間停置也極易變脆。一般合金鋼中含Al量：合金結構鋼：Al=0.4～1.1%(38CrAlA、38CrMoAlA、38CrWVAlA等)耐熱不起皮鋼：Al=1.1～4.5%(Cr13SiAl、Cr24Al2Si、Cr17Al4Si等)電熱合金：Al=3.5～6.5%(Cr13Al4、1Cr17Al5、Cr8Al5、0Cr17Al5等)甚至Al=8%Cr7Al7：考慮電熱合金受荷不大，雖有脆性，仍

5、可使用。2、Si（1）一般合金鋼中的Si含量不會高于3.5%，更多時（4.8～6.5%）將使鋼具有很高的脆性。Si的有益作用：高的熱強性和彈性極限，高的導磁率，渦流損失少。①象Al、Cr一樣，其氧化物均是尖晶石類型的組織。其晶格常數(shù)與αFe、γFe區(qū)別小。因為其氧化物與金屬分界處的晶胞之間就緊密而強固地結合在一起，氧化皮緊密地被貼在金屬上，甚至在高溫下也不剝落。所以它具有很強的抗氧化性和耐熱性能，而被加入耐熱鋼。②有利于提高鋼的彈性極限

6、，在中碳鋼中加入1～2%的Si，調質中σb將增15～20%，而Aku也提高了，還提高了σs和δ。③利于促進鋼中石墨化而用于煉制石墨鋼。此鋼可制軸承，甚至作為工具鋼代替，制沖奧氏體Mn鋼：有足夠高的塑性和很高的耐磨性。所以Mn能增加奧氏體的穩(wěn)定性，擴大γ相區(qū)得奧氏體。降低淬火時的臨界冷卻速度。降低鋼的臨界點（A1和A3）同碳量碳素鋼低25～30℃，所以可提高鋼的淬透性，淬火時的變形也比較小，因此適于制大截面和復雜的零件。Mn=5%時，Mn

7、降至0℃。馬氏體Mn鋼：易使之發(fā)脆、淬裂。Mn易溶于鐵素體內，形成弱碳化物其穩(wěn)定性不強。所以加熱過程中極易完全溶入奧氏休中，加之其臨界點又低，所以晶粒極易粗化、極易淬裂，為此應嚴格控制淬火加熱溫度和保溫時間，一般均以油淬或流動空氣中冷卻為宜，只有形狀簡單件才好用水淬。調質鋼：將降低其塑性（回火脆性影響）。滲碳鋼：Mn的存在能促進滲碳作用，所以能大大提高鋼的表面硬度與耐磨性，尤其可貴的是在滲碳時表面軟點較少，也不改變過分增碳的傾向。（滲碳

8、后的錳鋼，在最后淬火前，應進行一次正火或退火處理，以消除因長時間滲碳造成的心部過熱）。結構鋼：將促使其回火脆性增強。工具鋼：加入約1%Mn，可減少淬火時的體積變形，這對于精密工具和長形工具來說有重要的意義。（如CrMn、CrWMn鋼等）。④Mn可改善鋼的焊接性和低溫性能，還可減慢鋼的脫碳作用。⑤Mn量中還可適當改善鋼的切削性能。⑥對某些鋼，Mn的作用可代Ni，能擴大γ相區(qū)得奧氏體，如模具鋼（增強淬透性）、奧氏體鋼等。⑦高錳鋼對冷工硬化敏

9、感，可提高鋼的強度和耐磨性。（Mn=10～14%，而C=1～1.4%）⑧鉻錳奧氏體鋼的熱強性很好，甚至可超過Cr、Ni鋼，加4%Cr、Ni紅熱耐磨性更好。Mn價廉。（2）錳的不良影響是：①增加鋼的過熱敏感性（粗晶）：這是由于含Mn滲碳體的穩(wěn)定性不強，在加熱過程中很容易完全溶于奧氏體中。加之，Mn鋼的臨界點亦較低，所以就易粗晶了。為此鍛造和熱處理加熱都要嚴格控制加熱溫度和保溫時間。所有合金元素中，Mn是不能減低奧氏體晶粒長大傾向的元素，相

10、反引起粗晶。②增強鋼對白點的敏感性，故要緩冷。（含C＞0.3%時影響即較大）③增強回火脆性，且易形成帶狀和纖維組織。故縱、橫向性能差較大（Mn＞2.4%延伸率↓↓）④高錳鋼熔點低（Mn13～14%，T熔1350～1400℃）平均線膨脹系數(shù)大（相當于鋼類矽鋼的1.9倍），導熱系數(shù)小（約為同類矽鋼的13～14），熱加工稍難。⑤高錳鋼在冷速不夠時，易生成塊狀碳化物沿晶界析出，使鋼變脆，采用水淬速冷時，可使碳化物來不及析出，得到均勻奧氏體組織，