常見元素對鋼性能的影響

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1、常見元素對鋼性能的影響1.碳C由于其對鋼的性能的影響常被稱為“控制者”。雖然碳本身不具有強(qiáng)度和硬度，但是在固溶體中作為鐵的碳化物Fe3C，碳是強(qiáng)度和硬度的首要控制元素。碳的主要作用：在鋼中隨著含碳量的增加，可提高鋼的強(qiáng)度、硬度和淬透性；但降低塑性、韌性、磁性和導(dǎo)電性能。碳和鋼中某些合金元素化合形成各種碳化物，對鋼的性能產(chǎn)生不同的影響。碳在一些鋼中的含量范圍：碳素鋼0.03~1.04%，高速工具鋼0.75~1.60%，熱作工具鋼0.22~0.70%，冷作工具鋼0.45~2.85%.2.錳Mn廣泛用于熔態(tài)鋼的脫氧和脫硫。它在鋼中殘留的量

2、小于1%。當(dāng)錳在鋼中的含量超過1%時(shí)，錳就是有意加入的合金元素。錳的主要作用：提高鋼的抗拉強(qiáng)度；適度提高鋼的淬透性，并且既提高韌性又提高加工性能；在含硫的鋼中，錳使硫造成的熱脆性和冷脆性減到最??；含錳量高的鋼，經(jīng)冷加工或沖擊后具有高的耐磨性，但有促使鋼的晶粒長大和增加第二類回火脆性的傾向。錳元素在結(jié)構(gòu)鋼、鋼筋鋼、彈簧鋼中應(yīng)用較大。錳在一些鋼中的含量范圍：碳素鋼0.25~0.65%，錳鋼1.6~1.9%，冷作工具鋼0.30~2.50%，奧氏體鉻-鎳不銹鋼2.00~15.5%.3.硅Si硅是鐵素體形成元素。它既提高A1溫度又提高A3溫度

3、。由于硅有石墨化的作用，所以一般它在鋼中與錳結(jié)合作為碳化物的穩(wěn)定劑。為常用的脫氧劑。硅的主要作用：在電工薄板鋼中，硅提高磁導(dǎo)率和電阻率并允許獲得非常低的磁滯損失，硅在這些鋼中的含量范圍是0.5~4.5%；硅使一些耐高溫鋼抗氧化；硅與錳結(jié)合可提高淬透性、強(qiáng)度和沖擊韌性；特別是經(jīng)淬火、回火后能提高鋼的屈服極限和彈性極限；含硅量高的鋼，其磁性和電阻均明顯提高，但硅有促進(jìn)石墨化傾向，當(dāng)鋼中含碳量高的時(shí)候，影響更大；對鋼還有脫碳和存在第二類回火脆性傾向。硅元素在鋼筋、彈簧鋼鋼和電工鋼中應(yīng)用較多。含量較高時(shí)，對鋼的焊接性不利，焊接時(shí)噴濺較嚴(yán)重，

4、有損焊縫質(zhì)量，并導(dǎo)致冷脆；對高、中碳鋼易產(chǎn)生石墨化。普通鋼中硅的含量范圍在0.17~0.37%。鉻是碳化物形成元素。它形成硬的碳化物Cr7C3和Cr23C6，另一方面還可以與碳形成復(fù)合碳化物。所有這些碳化物都比初始的滲碳體硬。作為鐵素體形成元素，鉻降低了A4溫度并提高A3溫度，因此以γ-相為代價(jià)穩(wěn)定了α-相。如果在純鐵中加入大于11%的鉻，那么γ-相會全部消失。4.鉻Cr鉻的主要作用：在鋼中含足夠的碳時(shí)鉻提高鋼的硬度，含1%碳的低鉻鋼是非常硬的；在低碳鋼中加入的鉻能夠提高強(qiáng)度但延展性有所降低；鉻提高鋼的高溫強(qiáng)度；鉻提供中等淬透性；在

5、高碳鋼中，鉻改善耐磨性能；當(dāng)加入大量的鉻，直到25%時(shí)，由于在鋼的表面形成保護(hù)性的氧化物層而改善耐腐蝕能力；與鎳元素等配合能提高抗氧化性和鋼的熱強(qiáng)性，并進(jìn)一步提高抗腐蝕性；鉻促進(jìn)晶粒長大，導(dǎo)致鋼的脆性增加。鉻是結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、軸承鋼、不銹鋼和耐熱鋼中應(yīng)用很廣的元素。鉻在一些鋼和合金中的含量范圍：鉻鋼0.30~1.60%，奧氏體鉻-鎳不銹鋼15.0~30.0%，馬氏體鉻鋼4.0~18.0%，鐵索體鉻鋼10.5~27.0%，沉淀硬化鋼12.2~18.0%，5.鎢W鎢是非常強(qiáng)的碳化物形成元素。它形成非常硬而又穩(wěn)定的碳化物W2C、WC和復(fù)合

6、碳化物Fe4W2C。這些碳化物溶解很慢并且只在很高的溫度溶解。因此鎢是工具鋼的重要成分，尤其是高速工具鋼。在這些鋼中，鎢顯著地提高二次硬化后的硬度。作為鐵素體形成元素，鎢降低A4溫度而提高A3溫度。鎢的主要作用：鎢抑制晶粒長大并因此有晶粒細(xì)化的作用；鎢減少在熱加工和熱處理過程中的脫碳；鎢提高耐磨性；它提高淬火及回火鋼的高溫硬度；在一些高溫合金中，鎢提高蠕變強(qiáng)度；鎢對淬透性的貢獻(xiàn)是非常重要的；鎢限制回火軟化，含鎢的鋼加熱到600~700℃碳化物仍不會沉淀，從而避免了鋼的軟化。是高速工具鋼、合金工具鋼中應(yīng)用較多的元素之一。對鋼抗氧化性不

7、利。鎢在一些鋼中的含量范圍：鎢-鉻鋼1.75%，高速工具鋼1.15~21.0%，熱作工具鋼0~19.0%，冷作工具鋼0~2.0%，抗沖擊鋼0~3.0%.6.鉬Mo鉬是強(qiáng)的碳化物形成元素。它形成硬而穩(wěn)定的碳化物Mo2C，以及另外的復(fù)合碳化物，例如Fe4Mo2C和Fe21MoC6鉬的主要作用：少量的鉬即可有效地降低轉(zhuǎn)變速率；提高高溫合金的高溫強(qiáng)度和抗蠕變能力；提高不銹鋼的耐腐蝕能力，特別是在鹽酸溶液中；與鎢有相似的作用，在高速工具鋼中常以鉬代鎢，從而減輕含鎢高速鋼碳化物堆集的程度，提高了力學(xué)性能；鉬是鎳-鉻-鉬鋼中的重要組成部分之一，這

8、種鋼具有高的抗拉強(qiáng)度與良好的塑性的結(jié)合；在鉻鋼中，鉬的加入是為了改善加工性能和力學(xué)性能；在鎳-鉬鋼中，鉬提高鋼的表面硬度。鉬在一些鋼中的含量范圍：鉬鋼0.15~0.60%，高速工具鋼0~10.0%，熱作工具鋼0~5.5%，冷作工具鋼0