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发表于 2008-4-21 23:39:07
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钢中主要合金元素的功用
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1．铬 Cr- X! m" |9 R* f2 O) ]/ L
铬在钢中的角色多元且重要，它会形成安定而硬的碳化物，而且具抗蚀性，其主要作用有：8 k- V8 j0 ]. `, T" {% w1 v7 {& l5 T
a．增进钢的硬化能和渗碳作用。, n% t. r7 ^7 C$ r
b．使钢在高温畤仍具高强度。" t7 @3 Z" {# O# t/ [4 n' I
c．能增加耐磨耗性。6 p2 N2 r$ Q2 z- R
d．增高钢之淬火温度。5 O1 [8 A2 y2 V8 i/ z- Q7 u
f．能增进钢的抗腐蚀性。
( M4 D1 R8 m" @) c( J; c2．镍Ni
! J8 V: r* G6 C6 y 镍在钢中的影响有:! o* ]% d6 Z/ A r
a．增进钢的硬化能。
B! | l, _& p1 Yb．能降低热处理时的淬火温度，因之在处理时变形小。
& O3 _" t0 u* ?1 b9 p3 z; lc．能增加钢的韧性。7 ]. [5 |( {, p& V0 i
d．高镍合金钢能耐腐蚀，例如：不锈钢就含有8%左右的镍。
) Q5 X7 F% f2 `+ a$ h z3．钨W# u2 x0 ]8 ^. z7 X6 t, n9 q
钨能耐高温，而且溶於钢中会与碳形成碳化物称为碳化钨，能提高钢的强度。此外，
% M( G, J: a1 I0 @& ?; C5 @/ }a．钨可以提高钢之淬火温度。
) g7 Q' m$ c+ `b．加强钢之断面组织细微化，抵抗回火软化。
. k" g1 f' w" p1 Mc．可以降低淬火时钢之晶粒生长之趋势。% y9 {' c* K2 H' v8 K
d．钨钢刀具有红热硬度。
9 K; `; m! o* _/ K& Ge．可增加钢之保磁性，故可配入钢中而制造永久磁钢。6 c4 K% p/ K p) f8 p! T" v- P% j
4．钒V: F0 X* t& D e# ]2 N$ z
钒可以无限量固溶入铁中，并阻止沃斯田铁晶粒的成长，钒在钢中有脱酸除氧之能力，故含钒之钢其断面结晶密实，此外钒的作用还有：/ A9 X, N: ~& S- @* v1 R
a．能提高淬火温度。1 Z& n* c6 G& H
b．改善硬化能，高温淬火加热时，能防止其晶粒生长。$ s8 I2 N/ l+ [. {9 I8 R( \- s
c．有助於钢之结晶组织细微化。
! L3 O7 [( f" m2 d7 E% U5．锰Mn
7 U% X' y. W5 U/ x 锰亦为钢中重要元素，其作用及影响如下:! n* y$ V# J! H: @5 z3 |
a．在适量下，锰量增加可增加钢之最大强度及硬度。
8 K' g4 V/ L% d# S% F9 o8 Tb．锰有脱氧及脱疏功效，故锰能发掸钢之锻造性与可塑性。+ }" I! x' v0 x% @; ^6 @
c．锰在钢中含量多，可降低钢之淬火温度。6 X$ |* L0 V" x2 k2 V( ^ C& U; `3 `
d．可增进钢之硬化深度，尤其在含碳量高之油硬性锰钢为最显著。
1 @3 x- W+ c: G, L( D8 G6．钼Mo
. l' e- y; d" f l: x 钼可增加钢之最大强度及硬度，因此在合金钢中也颇为重要。/ G2 u! y3 z: T {* p
a．能改善钢在高温之抗拉及潜变强度。
: G5 Q6 b5 r3 D' _* Ib．在工作红热情况下，能使钢之硬度保持不变。
% H7 t# d: ^0 I# Z8 n' h [* _0 Qc．高速工具钢含钼，可予以较佳之切割性能。
3 }' p) |0 m% Z" s) w3 d; Vd．合金钢中加入钼可去除回火脆性。
$ H) K: o5 Y" l* M w0 W: R7．钴Co
4 e& v# v- l7 d6 L z 钴为制造合金钢之重要元素，在钢中可以生成碳化物，但也可能有不良影响，它具有以下特性：
& Q/ u% R2 J! ], B" f1 H' va．钴可代替镍，如增加强度及耐热等性能。- M' X2 z' D- S
b．会降低钢的硬化能。 _' K3 d1 Z8 ^: k
c．能提高钢之淬火温度。
$ B% d$ m, D `& ~3 td．增加钢之保磁能力，故为制造磁石钢之主要元素。
- ?( b/ E4 X1 F5 Z) O' Y1 v6 S8．钛Ti
* I6 k, _" T0 ]! L 钛在钢中易与碳形成碳化物TiC，其他特性：
6 ?. v! i3 O" @' _/ \: sa．钛在不锈钢中，可以防止高温时铬量的局部减少，维持其& x5 l. Z3 @. M* A
防蚀的能力) g" K. Y; A7 v! {0 y3 w2 U1 x" A
b．可以防止合金钢由高温徐冷时的脆化现象。
) q# \) h7 p; F q& f9．铜Cu
; Y. @2 u1 x6 i合金钢中铜之含量不可以超过1.5%，否则会使钢变脆，此外1 p. F. e( ]8 U5 o0 g$ b4 B
a．铜在钢中有抵抗大气腐蚀之性能。低碳钢内含铜1%，其抵抗大
& l. B4 v: A' `# T2 _9 ~ 气腐蚀性约较不含铜者高出四倍。在不锈钢中加铜 3-4%，亦有助不锈钢之防蚀作用。
) w; y& d9 K N5 t5 _. Fb．可以增加钢的强度，但不宜超过0.2%。1 y* H: V3 s+ c" b+ o
10．铝Al
% }/ i" d) P6 B9 W( M$ R. f8 Aa．极易与氧结合形成氧化铝，是一种强脱氧剂。
]+ l# X& ~( |& @/ L* t* yb．能抑制晶粒成长。
; l2 c" I, L( q! _5 j) L. lc．是氮化用钢的重要元素。- H1 H$ ?9 \! W
11．硫S
+ Z3 n4 J% c3 K0 y, |2 X: n 硫在钢中为有害之杂质，硫与铁化合成为FeS，与锰化合成MnS，其结果：
5 i3 `: Y" N! A0 oa．会增加钢的热脆性
' J4 d8 H2 }4 l C% sb．硫含量0.2%以上，就会严重影响钢的强度和韧性
& O6 c$ n3 }5 `- J0 i" ec．硫可使钢强度降低，因此有利於钢的切削，但除了易切钢之外，极少利用。# X. d, A" @& n J
12．矽Si+ M) G3 m9 F! j4 P
矽在钢中其作用如下 :. }: ~9 j$ I8 ^) g$ U4 E' ?8 \
a．矽能增加钢之电磁传导率，故适於制造电气材料。
2 ?3 q* @- w6 `+ O1 Y4 k) fb．矽会加速钢之结晶生长变粗，因此含量约在0.05~0.30%。
( R h: M+ N+ J! q# Q# rc．矽能增高淬火温度。
7 l/ E4 o& K$ td．会阻碍碳元素溶於钢中。
8 R( z6 ]" d; @, I# w1 k7 Se．对於炭量较高之钢，矽多则增加脆性，
" a) G& b; M) K+ If．增加耐热钢的氧化性，可用为脱酸性。
; R3 @/ z/ h) J0 m3 s& h: ~ 综合各种合金元素对於碳钢的影响，而选择添加合金元素时必须考虑元素特性及应用场合的需要，适材适所才是最重要的，如果不燎解特性贸然选择，不但可能增加成本，效果也可能适得其反。 |
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