元素符號(hào) 對(duì)組織的影響 對(duì) 性 能 的 影 響
3 O+ v8 _8 D) LAl 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(duì)淬透性影響不顯著& f5 }' n! R: p. w
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(duì)鋼的一般力學(xué)性能影響不大,，但增加回火脆性敏感性* v$ D2 b5 ^3 s% r7 ]
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(zhǎng)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8 f( R, s4 t, V8 y0 w, S
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; N+ E; u) H, x
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
6 I: H" a- k C- c0 X8 v( ^2 cCr 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 }( n+ q4 d- R0 [ e) `( L1 S
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(duì)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(duì)硫酸,、磷酸及鹽酸等的抗腐蝕性及對(duì)應(yīng)力腐蝕的穩(wěn)定性
# m, L j3 J5 F$ ]7 @; C4 T, s. zH 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
& x. r2 u0 ?, S7 zMn 擴(kuò)大γ相區(qū),，形成無限固溶體。對(duì)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9 A2 k, G4 s" M+ ?4 ]4 e: b
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. ?- _" @4 vN 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(duì)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(huì)導(dǎo)致時(shí)效脆性$ |. {6 n: n3 F" H: ^ H' r
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(duì)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# n9 E8 k9 j$ i( j" ^# d4 _
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
+ \, `$ S1 z- ^ o( l. g1 eO 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(duì)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(duì)鋼塑性及韌性不利3 V W8 B* F" P8 G0 v+ ~
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! l: E1 A% I( V. S' y; `
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9 h/ N& S; r; a; V# {5 j6 K
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?cè)阼F中的溶解度都很低,，如鈰和釹的溶解度都不超過0.5%。它們?cè)阡撝�,，半�?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+ @$ z0 ^ l6 v# j3 o% u
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6 _! U/ x4 A2 H" v8 O0 w8 q
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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)中高碳鋼回火時(shí)易產(chǎn)生石墨化) ~5 L0 C6 I2 l( F
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(duì)鋼的焊接性有利8 f4 ^' T1 q" {, v7 x& ^* p
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(duì)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(duì)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(duì)鋼高溫抗氧化不利 |
發(fā)表于 2010-1-26 16:53:05
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