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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 通常情況下，鋼中的哪些合金元素對加工有利,？哪些不利？ [打印本頁]

作者: 耶穌愛子 時(shí)間: 2010-1-26 16:53
標(biāo)題: 通常情況下,，鋼中的哪些合金元素對加工有利？哪些不利,？
通常情況下,，鋼中的哪些合金元素對加工有利？哪些不利,？

作者: 成形極限 時(shí)間: 2010-1-26 20:05
記得當(dāng)年上學(xué)時(shí)書上寫的是S Ca Pb

作者: 愛林158 時(shí)間: 2010-1-27 08:30
偶也想知道這個(gè)問題

作者: 古韻 時(shí)間: 2010-1-27 09:45
元素符號對組織的影響對性能的影響
Al 縮小γ相區(qū),，形成γ相圈；在α鐵及γ鐵中的最大溶解度分別為36%及0.6%,，不形成碳化物,，但與氮及氧親和力極強(qiáng) 主要用來脫氧和細(xì)化晶粒,。在滲碳鋼中促使形成堅(jiān)硬耐蝕的滲碳層。含量高時(shí),，賦予鋼高溫抗氧化及耐氧化性介質(zhì),、H2S氣體的腐蝕作用。固溶強(qiáng)化作用大,。在耐熱合金中，與鎳形成γ′相（Ni3Al）,，從而提高其熱強(qiáng)性,。有促使石墨化傾向，對淬透性影響不顯著
As 縮小γ相區(qū),，形成γ相圈，作用與磷相似,，在鋼中偏析嚴(yán)重含量不超過0.2%時(shí)，對鋼的一般力學(xué)性能影響不大,，但增加回火脆性敏感性
B 縮小γ相區(qū)，但因形成Fe2B,，不形成γ相圈,。在α鐵及γ鐵中的最大溶解度分別為0.008%及0.02% 微量硼在晶界上阻抑鐵素體晶核的形成,，從而延長奧氏體的孕育期,，提高鋼的淬透性。但隨鋼中碳含量的增加,，此種作用逐漸減弱以至完全消失
C 擴(kuò)大γ相區(qū)，但因滲碳體的形成,，不能無限固溶。在α鐵及γ鐵中的最大溶解度分別為0.02%及2.1% 隨含量的增加,，提高鋼的硬度和強(qiáng)度,，但降低其塑性和韌性
Co 無限固溶于γ鐵，在α鐵中的溶解度為76%,。非碳化物形成元素有固溶強(qiáng)化作用,，賦予鋼紅硬性，改善鋼的高溫性能和抗氧化及耐蝕的能力,，為超硬高速鋼及高溫合金的重要合金化元素,。提高鋼的MS點(diǎn),，降低鋼的淬透性
Cr 縮小γ相區(qū)，形成γ相圈,，在α鐵中無限固溶,，在γ鐵中的最大溶解度為12.5%，中等碳化物形成元素,，隨鉻含量的增加,，可形成（Fe，Cr）3C,，（Cr ,，F(xiàn)e）7C3，（Cr ,，F(xiàn)e）23C6等碳化物增加鋼的淬透性并有二次硬化作用,，提高高碳鋼的耐磨性。含量超過12%時(shí),，使鋼有良好的高溫抗氧化性和耐氧化性介質(zhì)腐蝕的作用，并增加鋼的熱強(qiáng)性,。為不銹耐酸鋼及耐熱鋼的主要合金化元素,。含量高時(shí)，易發(fā)生σ和475℃脆性
Cu 擴(kuò)大γ相區(qū),，但不無限固溶,；在α鐵及γ鐵中的最大溶解度分別約2%或8.5%。在724℃及700℃時(shí),，在α鐵中的溶解度劇降至0.68%及0.52% 當(dāng)含量超過0.75%時(shí),，經(jīng)固溶處理和時(shí)效后可產(chǎn)生時(shí)效強(qiáng)化作用。含量低時(shí),，其作用與鎳相似,，但較弱。含量較高時(shí),，對熱變形加工不利,，如超過0.30%，在氧化氣氛中加熱,，由于選擇性氧化作用,，在表面將形成一富銅層，在高溫熔化并侵蝕鋼表面層的晶粒邊界,，在熱變形加工時(shí)導(dǎo)致高溫銅脆現(xiàn)象,。如鋼中同時(shí)含有超過銅含量1/3的鎳，則可避免此種銅脆的發(fā)生,，如用于鑄鋼件則無上述弊病,。在低碳低合金鋼中,，特別與磷同時(shí)存在時(shí)，可提高鋼的抗大氣腐蝕性能,。Cu2%～3%在奧氏體不銹鋼中可提高其對硫酸,、磷酸及鹽酸等的抗腐蝕性及對應(yīng)力腐蝕的穩(wěn)定性
H 擴(kuò)大γ相區(qū)，在奧氏體中的溶解度遠(yuǎn)大于在鐵素體中的溶解度,；而在鐵素體中的溶解度也隨溫度的下降而劇減氫易使鋼產(chǎn)生白點(diǎn)等不允許有的缺陷,，也是導(dǎo)致焊縫熱影響區(qū)中發(fā)生冷裂的重要因素。因此,，應(yīng)采取一切可能的措施降低鋼中的氫含量
Mn 擴(kuò)大γ相區(qū),，形成無限固溶體。對鐵素體及奧氏體均有較強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用,。為弱碳化物形成元素,，進(jìn)入滲碳體替代部分鐵原子，形成合金滲碳體與硫形成熔點(diǎn)較高的MnS,，可防止因FeS而導(dǎo)致的熱脆現(xiàn)象,。降低鋼的下臨界點(diǎn)，增加奧氏體冷卻時(shí)的過冷度,，細(xì)化珠光體組織以改善其機(jī)械性能,，為低合金鋼的重要合金化元素之一，并為無鎳及少鎳奧氏體鋼的主要奧氏體化元素,。提高鋼的淬透性的作用強(qiáng),，但有增加晶粒粗化和回火脆性的不利傾向
Mo 縮小γ相區(qū)，形成γ相圈,，在α鐵及γ鐵中的最大溶解度分別約4%及37.5%,。強(qiáng)碳化物形成元素阻抑奧氏體到珠光體轉(zhuǎn)變的能力最強(qiáng)，從而提高鋼的淬透性,，并為貝氏體高強(qiáng)度鋼的重要合金化元素之一,。含量約0.5%時(shí)，能降低或抑止其他合金元素導(dǎo)致的回火脆性,。在較高回火溫度下,，形成彌漫分布的特殊碳化物，有二次硬化作用,。提高鋼的熱強(qiáng)性和蠕變強(qiáng)度,，含Mo2%～3%能增加耐蝕鋼抗有機(jī)酸及還原性介質(zhì)腐蝕的能力
N 擴(kuò)大γ相區(qū)，但由于形成氮化鐵而不能無限固溶,；在α鐵及γ鐵中的最大溶解度分別約0.1%及2.8%。不形成碳化物,，氮與鋼中其他合金元素形成氮化物,，如TiN,，VN，AlN等有固溶強(qiáng)化和提高淬透性的作用,，但均不太顯著,。由于氮化物在晶界上析出，提高晶界高溫強(qiáng)度,，從而增加鋼的蠕變強(qiáng)度,。在奧氏體鋼中，可以取代一部分鎳,。與鋼中其他元素化合,，有沉淀硬化作用；對鋼抗腐蝕性能的影響不顯著,，但鋼表面滲氮后,，不僅增加其硬度和耐磨性能，也顯著改善其抗蝕性,。在低碳鋼中,，殘余氮會導(dǎo)致時(shí)效脆性
Nb 縮小γ相區(qū)，但由于拉氏相NbFe2的形成而不形成γ相圈,；在α鐵及γ鐵中的最大溶解度分別約為1.8%及2.0%,。強(qiáng)碳化物及氮化物形成元素部分元素進(jìn)入固溶體，固溶強(qiáng)化作用很強(qiáng),。固溶于奧氏體時(shí),，顯著提高鋼的淬透性；但以碳化物及氧化物微細(xì)顆粒形態(tài)存在時(shí),，卻細(xì)化晶粒并降低鋼的淬透性,。增加鋼的回火穩(wěn)定性，有二次硬化作用,。微量鈮可以在不影響鋼的塑性或韌性的情況下,，提高鋼的強(qiáng)度。由于細(xì)化晶粒的作用,，提高鋼的沖擊韌性并降低其脆性轉(zhuǎn)折溫度,。當(dāng)含量大于碳含量的8倍時(shí)，幾乎可以固定鋼中所有的碳,，使鋼具有很好的抗氫性能,；在奧氏體鋼中，可以防止氧化介質(zhì)對鋼的晶間腐蝕,。由于固定鋼中的碳和沉淀硬化作用,，可以提高熱強(qiáng)鋼的高溫性能，如蠕變強(qiáng)度等
Ni 擴(kuò)大γ相區(qū),，形成無限固溶體,，在α鐵中的最大溶解度約10%,。不形成碳化物固溶強(qiáng)化及提高淬透性的作用中等。細(xì)化鐵素體晶粒,，在強(qiáng)度相同的條件下,，提高鋼的塑性和韌性，特別是低溫韌性,。為主要奧氏體形成元素并改善鋼的耐蝕性能,。與鉻、鉬等聯(lián)合使用,，提高鋼的熱強(qiáng)性和耐蝕性,，為熱強(qiáng)鋼及奧氏體不銹耐酸鋼的主要合金元素之一
O 縮小γ相區(qū)，但由于氧化鐵的形成,，不形成γ相圈,；在α鐵及γ鐵中的最大溶解度分別約為0.03%及0.003% 固溶于鋼中的數(shù)量極少，所以對鋼性能的影響并不顯著,。超過溶解度部分的氧以各種夾雜的形式存在,，對鋼塑性及韌性不利
P 縮小γ相區(qū)，形成γ相圈,；在α鐵及γ鐵中的最大溶解度分別為2.8%及0.25%,。不形成碳化物，但含量高時(shí)易形成Fe3P 固溶強(qiáng)化及冷作硬化作用極強(qiáng),；與銅聯(lián)合使用,，提高低合金高強(qiáng)度鋼的耐大氣腐蝕性能，但降低其冷沖壓性能,。與硫錳聯(lián)合使用,，增加鋼的被切削性。在鋼中偏析嚴(yán)重,。增加鋼的回火脆性及冷脆敏感性
Pb 基本上不溶于鋼中含量在0.2%左右并以極微小的顆粒存在時(shí),，能在不顯著影響其他性能的前提下，改善鋼的被切削性
RE 包括元素周期表ⅢB族中鑭系元素及釔和鈧,，共17個(gè)元素,。它們都縮小γ相區(qū)，除鑭外,，都由于中間化合物的形成而不形成γ相圈,；它們在鐵中的溶解度都很低，如鈰和釹的溶解度都不超過0.5%,。它們在鋼中,，半數(shù)以上進(jìn)入碳化物中，小部分進(jìn)入夾雜物中，其余部分存在于固溶體中,。它們和氧,、硫、磷,、氮、氫的親和力很強(qiáng),，和砷,、銻、鉛,、鉍,、錫等也都能形成熔點(diǎn)較高的化合物有脫氣、脫硫和消除其他有害雜質(zhì)的作用,。還改善夾雜物的形態(tài)和分布,，改善鋼的鑄態(tài)組織，從而提高鋼的質(zhì)量,。0.2%的稀土加入量可以提高鋼的抗氧化性,、高溫強(qiáng)度及蠕變強(qiáng)度；也可以較大幅度地提高不銹耐酸鋼的耐蝕性
S 縮小γ相區(qū),，因有FeS的形成,，未能形成γ相圈。在鐵中溶解度很小,，主要以硫化物的形式存在提高硫和錳的含量,，可以改善鋼的被切削性。在鋼中偏析嚴(yán)重,，惡化鋼的質(zhì)量,。如以熔點(diǎn)較低的FeS的形式存在時(shí)，將導(dǎo)致鋼的熱脆現(xiàn)象,。為了防止因硫?qū)е碌臒岽鄳?yīng)有足夠的錳,，使形成熔點(diǎn)較高的MnS。硫含量偏高,，焊接時(shí)由于SO2的產(chǎn)生,，將在焊縫金屬內(nèi)形成氣孔和疏松
Si 縮小γ相區(qū)，形成γ相圈,；在α鐵及γ鐵中的溶解度分別為18.5%及2.15%,。不形成碳化物為常用的脫氧劑。對鐵素體的固溶強(qiáng)化作用僅次于磷,，提高鋼的電阻率,，降低磁滯損耗，對磁導(dǎo)率也有所改善，為硅鋼片的主要合金化元素,。提高鋼的淬透性和抗回火性,，對鋼的綜合力學(xué)性能，特別是彈性極限有利,。還可增強(qiáng)鋼在自然條件下的耐蝕性,。為彈簧鋼和低合金高強(qiáng)度鋼中常用的合金元素。含量較高時(shí),，對鋼的焊接性不利,，因焊接時(shí)飛濺較嚴(yán)重，有損焊縫質(zhì)量,，并易導(dǎo)致冷脆,；對中高碳鋼回火時(shí)易產(chǎn)生石墨化
Ti 縮小γ相區(qū)，形成γ相圈,；在α鐵及γ鐵中的最大溶解度分別約為7%及0.75%,，系最強(qiáng)的碳化物形成元素，與氮的親和力也極強(qiáng) 固溶狀態(tài)時(shí),，固溶強(qiáng)化作用極強(qiáng),，但同時(shí)降低固溶體的韌性。固溶于奧氏體中提高鋼淬透性的作用很強(qiáng),，但化合鈦,，由于其細(xì)微顆粒形成新相的晶核從而促進(jìn)奧氏體分解，降低鋼的淬透性,。提高鋼的回火穩(wěn)定性,，并有二次硬化作用。含量高時(shí)析出彌散分布的拉氏相TiFe2,，而產(chǎn)生時(shí)效強(qiáng)化作用,。提高耐熱鋼的抗氧化性和熱強(qiáng)性，如蠕變和持久強(qiáng)度,。在高鎳含鋁合金中形成γ′相〔Ni3（Al,，Ti）〕，彌散析出,，提高合金的熱強(qiáng)性,，有防止和減輕不銹耐酸鋼晶間和應(yīng)力腐蝕的作用。由于細(xì)化晶粒和固定碳,，對鋼的焊接性有利
V 縮小γ相區(qū),，形成γ相圈；在α鐵中無限固溶,，在γ鐵中的最大溶解度約1.35%,。強(qiáng)碳化物及氮化物形成元素固溶于奧氏體中可提高鋼的淬透性,；但以化合物狀態(tài)存在的釩，由于這類化合物的細(xì)小顆粒形成新相的晶核,，將降低鋼的淬透性,。增加鋼的回火穩(wěn)定性并有強(qiáng)烈的二次硬化作用。有細(xì)化晶粒作用,，所以對低溫沖擊韌度有利,。碳化釩是金屬碳化物中最硬最耐磨的，可提高工具鋼的使用壽命,。釩通過細(xì)小碳化物顆粒的彌散分布可以提高鋼的蠕變和持久強(qiáng)度,。釩、碳含量比大于5.7時(shí)可防止或減輕介質(zhì)對不銹耐酸鋼的晶間腐蝕,，并大大提高鋼抗高溫高壓氫腐蝕的能力，但對鋼高溫抗氧化不利

作者: 耶穌愛子 時(shí)間: 2010-1-27 14:31
我對上面的東西看的不懂,，我就想知道通常情況哪些合金元素對加工有利哪些不利,。

作者: 耶穌愛子 時(shí)間: 2010-2-24 09:25
有害：Cr、Ni,、V,、Mo、W,、Mn,、Si、Al
有利：S,、Se,、Pb、Bi,、Ca,、P

作者: gaolaodajiayou 時(shí)間: 2010-2-26 10:56
1、硅在鋼中的作用:
(1)提高鋼中固溶體的強(qiáng)度和冷加工硬化程度使鋼的韌性和塑性降低,。
(2) 硅能顯著地提高鋼的彈性極限,、屈服極限和屈強(qiáng)比,這是一般彈簧鋼。
(3)耐腐蝕性,。硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％一20％的高硅鑄鐵,，是很好的耐酸材料。含有硅的鋼在氧化氣氛中加熱時(shí),，表面也將形成一層SiO2薄膜,，從而提高鋼在高溫時(shí)的抗氧化性。
缺點(diǎn)：（4）使鋼的焊接性能惡化,。
2,、錳在鋼中的作用
（1）錳提高鋼的淬透性,。
（2）錳對提高低碳和中碳珠光體鋼的強(qiáng)度有顯著的作用。
（3）錳對鋼的高溫瞬時(shí)強(qiáng)度有所提高,。
錳鋼的主要缺點(diǎn)是,，①含錳較高時(shí)，有較明顯的回火脆性現(xiàn)象,；②錳有促進(jìn)晶粒長大的作用,，因此錳鋼對過熱較敏感t在熱處理工藝上必須注意。這種缺點(diǎn)可用加入細(xì)化晶粒元素如鉬,、釩,、鈦等來克服：⑧當(dāng)錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過1％時(shí)，會使鋼的焊接性能變壞,，④錳會使鋼的耐銹蝕性能降低,。
3、鉻在鋼中的作用
（1）鉻可提高鋼的強(qiáng)度和硬度,。
（2）鉻可提高鋼的高溫機(jī)械性能,。
（3）使鋼具有良好的抗腐蝕性和抗氧化性
（4）阻止石墨化
（5）提高淬透性。
缺點(diǎn)：①鉻是顯著提高鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度②鉻能促進(jìn)鋼的回火脆性,。
4,、鎳在鋼中的作用
（1）可提高鋼的強(qiáng)度而不顯著降低其韌性。
（2）鎳可降低鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度,，即可提高鋼的低溫韌性,。
（3）改善鋼的加工性和可焊性。
（4）鎳可以提高鋼的抗腐蝕能力,，不僅能耐酸,，而且能抗堿和大氣的腐蝕。
5,、鉬在鋼中的作用
（1）鉬對鐵素體有固溶強(qiáng)化作用,。
（2）提高鋼熱強(qiáng)性
（3）抗氫侵蝕的作用。
（4）提高鋼的淬透性,。
缺點(diǎn)：鉬的主要不良作用是它能使低合金鉬鋼發(fā)生石墨化的傾向,。
6、鎢在鋼中的作用
(1) 提高強(qiáng)度
（2）提高鋼的高溫強(qiáng)度,。
（3）提高鋼的抗氫性能,。
（4）是使鋼具有熱硬性。因此鎢是高速工具鋼中的主要合金元素,。
7,、釩在鋼中的作用
(1)熱強(qiáng)性。
（2）釩能顯著地改善普通低碳低合金鋼的焊接性能,。（Mn相反）
8,、鈦在鋼中的作用
（1）鈦能改善鋼的熱強(qiáng)性,，提高鋼的抗蠕變性能及高溫持久強(qiáng)度；
（2）并能提高鋼在高溫高壓氫氣中的穩(wěn)定性,。使鋼在高壓下對氫的穩(wěn)定性高達(dá)600℃以上,，在珠光體低合金鋼中，鈦可阻止鉬鋼在高溫下的石墨化現(xiàn)象,。因此,，鈦是鍋爐高溫元件所用的熱強(qiáng)鋼中的重要合金元素之一。
9,、鈮在鋼中的作用
（1）鈮和碳,、氮、氧都有極強(qiáng)的結(jié)合力,，并與之形成相應(yīng)的極為穩(wěn)定的化合物,，因而能細(xì)化晶粒，降低鋼的過熱敏感性和回火脆性,。
(2)有極好的抗氫性能,。（注：鉬、釩,、鈦、鈮都能細(xì)化晶粒）
(3)鈮能提高鋼的熱強(qiáng)性（鈦也可提高熱強(qiáng)性）
10,、硼在鋼中的作用 ,；
（1）提高鋼的淬透性。
（2）提高鋼的高溫強(qiáng)度,。強(qiáng)化晶界的作用,。
11、鋁在鋼中的作用
(1)用作煉鋼時(shí)的脫氧定氮劑,，細(xì)化晶粒,，抑制低碳鋼的時(shí)效，改善鋼在低溫時(shí)的韌性,，特別是降低了鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度,；
(2)提高鋼的抗氧化性能。曾對鐵鋁合金的抗氧化性進(jìn)行了較多的研究,；4％AI即可改變氧化皮的結(jié)構(gòu),，加入6％A1可使鋼在980C以下具有抗氧化性。當(dāng)鋁和鉻配合并用時(shí),，其抗氧化性能有更大的提高,。例如，含鐵50％一55％,、鉻30％一35％,、鋁10％一15％的合金,，在1 400C高溫時(shí)，仍具有相當(dāng)好的抗氧化性,。由于鋁的這一作用,，近年來，常把鋁作為合金元素加入耐熱鋼中,。
(3)此外,，鋁還能提高對硫化氫和V2O5的抗腐蝕性。
缺點(diǎn)：①脫氧時(shí)如用鋁量過多,，將促進(jìn)鋼的石墨化傾向,。②當(dāng)含鋁較高時(shí)．其高溫強(qiáng)度和韌性較低。

作者: 耶穌愛子 時(shí)間: 2010-3-1 13:20
多謝指點(diǎn),。

作者: shunchengyang 時(shí)間: 2010-3-2 08:03
不錯(cuò),，收藏學(xué)習(xí)。

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