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钢铁中微量金属元素的作用
发布时间:2020-04-26        浏览次数:23        返回列表

1、磷( P): 使钢产生冷脆和降低钢的冲击韧性;但可改善钢的切削性能。 

2、硅( Si):能增加钢的强度、弹性、耐热、耐酸性及电阻系数等。冶炼中的 脱氧剂能增加钢的过热和脱碳敏感性。 

3、锰( Mm):能提高钢的强度和硬度及耐磨性。冶炼时的脱氧剂和脱硫剂。 

4、铬( Cr):能增加钢的机械性能和耐磨性,可增大钢的淬火度和淬火后的变 形能力。同时又可增加钢的硬度、弹性、抗磁力和抗强力,增加钢的耐蚀性和耐 热性等。 

5、镍(Ni):可以提高钢的强度、韧性、耐热性、防腐性、抗酸性、导磁性等。 增加钢的淬透性及硬度。 

6、钒( V): 可赋于钢的一些特殊机械性能:如提高抗张强度和屈服点,明显 提高钢的高温强度。 

7、钛( Ti ):可防止和减少钢中气泡的产生,提高钢的硬度、细化晶粒、降低 钢的时效敏感性、冷脆性和腐蚀性。 

8、铜( Cu):一般如 P、S一样是残留有害元素。 Cu的存在会降低钢的机械性 能,破坏钢的焊接性能,会使钢在锻轧等加工时产生热脆性。 钢中加入一定量 的 Cu,可提高钢的退火硬度,降低成本。若含 Cu 0.15 ~0.25%时,可使钢的耐 大气腐蚀的性能。 

9、铝(Al):(1)低碳结构钢中 0.5 ~1%的 Al 有助于增加钢的硬度和强度; (2) 铬钼钢和铬钢中含 Al 可增加其耐磨性; (3)高碳工具钢中 Al 的存在可使产生 淬火脆性。 

10、钨(W):可提高钢的蠕变强度,又是钢中碳化物的强促进剂,每 1%的 W可 提高钢的抗张强度和屈服点 4×9.8N/cm², 并使其具有回火稳定性和 高温强度。 

11、钼(Mo):可增加钢的强度又不致降低钢的可塑性和韧性,同时又能使钢在 高温下具有足够的强度,能改善钢的冷脆性和耐磨性等。 

12、钴(Co):可以提高和改善钢的高温性能,增加其红硬性,提高钢的抗氧化 性和耐蚀性能等。 

13、铌(Nb):可使钢的晶粒细化,降低钢的过热敏感性及回火脆性;改善钢的 焊接性能,提高耐热钢的强度和抗蚀性等。 

14、钽(Ta):提高钢的质量及机械性能,提高合金的熔点、高温强度、碳化物 及 γ 相的稳定性。 

15、锆(Zr ): 冶炼过程中的除氧、硫、磷剂, Zr、Hf 能提高钢的强度与硬度, 尤其是钢的持久强度及改善钢的焊接性能。 

16、稀土( Re): 是很好的脱氧、脱硫剂。能消除或见减弱钢中许多有害元素的 影响,改善钢的质量。在不锈耐热钢中加入 Re可改善钢的热加工性能,结构钢 中加入 Re可提高其塑性及韧性。 

17、硼( B):钢中的“维生素“。能成倍地增加淬火性;增加钢的硬度和抗张 力;改善钢的焊接性能等。低碳钢中加入 0.1 ~4.5%的 B,有吸收中子的功能。 

18、钙( Ca):可以提高钢的强度及切削性能。冶炼过程中的净化剂。(除氧、 硫、磷等)。 碳(C,carbon)是非金属元素,是炼钢不可缺少的成份,是炼钢时候与铁并存 的元素,碳含量越高,硬度就越高,耐磨性能就越好,但韧性和抗腐蚀性能会随 着碳含量的增加而降低。 铬(Cr,chromium)铬是不锈钢中的抗腐蚀组成成份,马氏体不锈钢铬含量不能 低于 12.5 %,铬含量越高抗腐蚀性能就越好,铬的抗腐蚀机理是铬能与氧在钢 的表面形成一层致密的氧化膜(即是钝化膜),这钝化膜是非常稳定的,可以隔 绝钢材里其他元素与外界具有腐蚀能力的物质 (具有氧化能力的物质, 如酸,碱 等)的接触从而阻断了腐蚀行为的发生和进行。 同时铬能与碳形成高硬度的碳化 物(HRC76),是不锈钢中的强化相。 钼(Mo, molybdenum)具有细化钢微观晶粒而达到细晶强化的作用,提高钢的强 度,并且能提高钢的回火抗力使回火时减少马氏体的分解, 保持硬度。 同时能与 碳形成高硬度的碳化物( HRC78),是钢中的强化相,同时钼能提高不锈钢在稀 硫酸和稀盐酸中的抗腐蚀能力和提高钢材的淬透性 ( 淬透性是以材料在热处理淬 火时形成马氏体距离表层的深度来衡量的, 深度越深则表示淬透性越好, 材料的 强度就越高 ) 。 钒(V,vanadium)和钼的作用相似,具有细晶强化和提高回火抗力和提高材料 的淬透性的作用,也能和碳形成碳化物,碳化钒的硬度非常高 , 可达到 HRC84, 是钢的强化相,提高钢的力学性能。 硫(S,sulfur )和磷(P,phosphor)都是钢中的有害成份,过高的磷和硫含量 会导致钢的强度急剧下降,会导致钢材变脆。****钢材(如不锈钢,**优 质碳素钢)必须对磷和硫的含量作严格的控制,如 P含量质量分数≤ 0.035%和 S 含量质量分数≤ 0.030%。


 
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