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1、各種合金元素對鋼性能的影響1、Al（1）Al當(dāng)鋼中其含量小于3～5%時(shí)，是一有益的元素。其作用是：高的抗氧化性和電阻。①作為強(qiáng)烈脫氧劑加進(jìn)的Al，可生成高度細(xì)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(shí)的晶粒長大（含Al＜10%，在加熱＜1200℃才有細(xì)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(jié)晶的中心，而在鋼冷卻時(shí)又對A體分解起促進(jìn)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(shí)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Cr13
2、Al4、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(gè)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(qiáng)度，與氧結(jié)合可減弱磁時(shí)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(jìn)鋼的石墨化，減少合金相中的碳溶濃度，所以硬度、強(qiáng)度降低。??②加速脫碳????當(dāng)Al含量增加至3～5%時(shí)，8～9%將會大大地促進(jìn)鋼錠的柱狀結(jié)晶過程。因此而大大增加鋼的機(jī)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?yàn)樵摵辖痄撳V具有粗晶結(jié)構(gòu)，且其晶體的解理極弱，所
3、以導(dǎo)熱性低，加熱時(shí)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氧化而破壞。此外，它在800℃以上的高溫長時(shí)間停置也極易變脆。一般合金鋼中含Al量：??合金結(jié)構(gòu)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，仍可使用。2、Si??（1）一般合金鋼中的S
4、i含量不會高于3.5%，更多時(shí)（4.8～6.5%）將使鋼具有很高的脆性。Si的有益作用：高的熱強(qiáng)性和彈性極限，高的導(dǎo)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α-Fe、γ-Fe區(qū)別小。因?yàn)槠溲趸锱c金屬分界處的晶胞之間就緊密而強(qiáng)固地結(jié)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(qiáng)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，在中碳鋼中加入1～2%的Si，調(diào)質(zhì)中σb將增15～20%，而Aku也提高了，還提高了σs和δ。③利于促進(jìn)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，制沖頭，拉模、彎曲
5、模等。④脫氧能力較強(qiáng)，是煉鋼常用的脫氧劑，故一般鋼中均含Si，其量≤0.5%。⑤硅可減小晶體的各向異性，使磁化容易，使磁阻減小，它還可減輕鋼中其他雜質(zhì)對磁場磁感的危害（使%C石墨化，脫氧，與N形成氫化硅等）。所以可大大減少渦流損失。由于硅的脆性，目前高硅鋼片硅含量規(guī)定為低于4.5%，最多只為4.8%，正在研究提高至6.5%。⑥硅可顯著地減慢回火馬氏體在低溫（200℃）時(shí)的分解速度。（在較高溫度即400～500℃則作用并不顯著）Si是鐵素體形成元素，多加Si會使A-α轉(zhuǎn)化。（2）Si的不良影響①促使石墨化，促進(jìn)脫碳（它是阻止碳化物形成的一種元素），含Si鋼一般不作滲碳。②促進(jìn)回火脆性的發(fā)
6、展，使塑性降低。Si對沖擊韌性和韌性的溫度儲量的影響不是等值的。當(dāng)Si=1～1.5%時(shí)作用尚良好。Si=2.5～3%時(shí)則影響不良，含Si=2～2.5%，則難以鍛造。當(dāng)Si≤2.3%時(shí),矽鉻鋼對回火脆性的敏感性還很低,但對當(dāng)Si=2.5～3.5%時(shí)，對回火脆性和敏感性就高。用這種鋼必須采取韌性處理（回火后在水中浸漬，鍛時(shí)用少韌處理），而當(dāng)Si＞3.5％時(shí)，甚至持用韌性處理也已不能消除矽鉻鋼的脆性。（不過，Mo的加入可使其脆性稍許改善），SI=4%時(shí)，室溫下即可能脆裂。③對碳素工具鋼，Si含量上升時(shí)，將降低其淬透性等級。一般結(jié)構(gòu)鋼中均不宜加Si，對于高速鋼，不大于0.4%。④由于硅的存在，
7、使鋼中增碳困難，并使?jié)B碳速度降低，所以此類鋼多不作滲碳處理。⑤硅錳結(jié)合，Mn可下降，因?yàn)镾i引起的脫碳，Si有微弱的抑制晶粒長大的作用，可稍下降，Mn引起的調(diào)質(zhì)粗晶，有相互改善作用，但易生白點(diǎn)，應(yīng)注意冶煉時(shí)原材料的干燥烘烤。⑥硅在鋼中還常以Fe、Mn的硅酸鹽類夾雜物而存在，均會降低鋼的各種性能，塑性比硫化物低。這類夾雜物透光度很高，而反光度則低，故顯微鏡下常呈灰黑色。（3）一般合金鋼中Si含量：一般碳鋼：Si＜0.5%合金結(jié)構(gòu)鋼：Si=0.9～
