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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. L/ ^' k9 `- z3 I0 _, D
/ |+ ]) {1 l/ N) X% R. }0 Q1．铬 Cr7 e" @6 H4 ?4 W9 B, w3 S
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：' m8 T/ ` l$ t
a．增进钢的硬化能和渗碳作用。
. g$ p+ d# ]. Pb．使钢在高温畤仍具高强度。- r1 j6 t# Z( \: Y1 R) A
c．能增加耐磨耗性。# O1 W9 J4 t' n7 \
d．增高钢之淬火温度。
% v7 `) e3 t# | i& N) u* y# [f．能增进钢的抗腐蚀性。
% y7 L0 D7 q/ \* j! ~% w" k2．镍Ni
& W4 y( Y2 e2 O# ?) t5 V$ G' U4 x 镍在钢中的影响有:
9 D' f% `, j0 h8 ~& _, M) Va．增进钢的硬化能。
; C0 M" p w1 U2 X- V/ V6 ~b．能降低热处理时的淬火温度，因之在处理时变形小。# p7 V( I# [3 t3 t5 N+ A* I5 ^
c．能增加钢的韧性。% l- q+ z) ~# c1 @% A
d．高镍合金钢能耐腐蚀，例如：不锈钢就含有8%左右的镍。
" {# ?- v1 i+ N3．钨W" a L) m. E/ H1 ]
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，/ S8 K1 G6 w$ \" i; T- Z
a．钨可以提高钢之淬火温度。
[) a/ E8 y8 F/ [, mb．加强钢之断面组织细微化，抵抗回火软化。: ^1 a+ g) k) e
c．可以降低淬火时钢之晶粒生长之趋势。; N! y& D4 o' X+ X9 X0 K& j
d．钨钢刀具有红热硬度。* q8 \8 M0 h. P* k
e．可增加钢之保磁性，故可配入钢中而制造永久磁钢。
; Q5 @( {* c' ? [2 F4．钒V* P, ?+ L9 p1 A* X5 Q5 a" v4 H
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：
4 r9 D _1 ~/ g/ ^" e- ?$ Ia．能提高淬火温度。
% ^( a* j, [" G+ Jb．改善硬化能，高温淬火加热时，能防止其晶粒生长。7 `* D/ S' T: D0 m7 y( L
c．有助於钢之结晶组织细微化。
) ^, }8 f* K! a3 T* l0 g5．锰Mn3 }7 R0 E0 S+ H5 ~% |- ~
锰亦为钢中重要元素，其作用及影响如下:% n7 X T, N3 O$ K1 M. L7 [
a．在适量下，锰量增加可增加钢之最大强度及硬度。
3 U8 d$ X$ f) k& b2 ?: e8 tb．锰有脱氧及脱疏功效，故锰能发掸钢之锻造性与可塑性。
7 ?7 g% O! Q' o/ u6 B7 pc．锰在钢中含量多，可降低钢之淬火温度。0 B2 L7 T" C# U
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。+ q8 ?) H. i7 o/ P" A# e" e
6．钼Mo- u! ^6 g( k) o$ p- [
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。
B9 K: ]+ f6 s$ [& u( [' i& ma．能改善钢在高温之抗拉及潜变强度。4 m( ]0 J6 s2 D+ [% I' G
b．在工作红热情况下，能使钢之硬度保持不变。% I% O# X( ]1 H& E
c．高速工具钢含钼，可予以较佳之切割性能。
3 G% Q7 G; r- P2 f) x5 b' Ud．合金钢中加入钼可去除回火脆性。* X0 W1 b2 E( i) E- M" J! j1 v
7．钴Co* ^. J0 n* A( g" M7 p) s/ v
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：6 S% ?& l$ z& X* q' n* D
a．钴可代替镍，如增加强度及耐热等性能。$ ?& I# p2 K; I* t* d b
b．会降低钢的硬化能。2 ]" x4 Z- s: r* T
c．能提高钢之淬火温度。
" i: X! S) W0 Od．增加钢之保磁能力，故为制造磁石钢之主要元素。
+ k/ t$ X& N: W8．钛Ti* o: E. T+ a9 A) K3 w3 r1 [5 a
钛在钢中易与碳形成碳化物TiC，其他特性：' a- c8 z2 f J; B" [, }! Y
a．钛在不锈钢中，可以防止高温时铬量的局部减少，维持其
. B4 M+ E) o& ?# C1 u2 H4 | 防蚀的能力% P# r; w* |" G, M$ W8 ]$ ?* B
b．可以防止合金钢由高温徐冷时的脆化现象。* t$ k- \; M' A* s$ y% o2 @
9．铜Cu Q5 |1 K# K# @: h6 N9 u a5 h2 C
合金钢中铜之含量不可以超过1.5%，否则会使钢变脆，此外
; a7 M# c+ W4 V( ha．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" P D$ }% t4 ?* @) u. i8 V1 f
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。
b1 S0 e' l1 ?" t2 g' H1 p1 u. Eb．可以增加钢的强度，但不宜超过0.2%。
! U3 H; _, D2 g+ @+ n0 \& C- Z10．铝Al1 x9 l4 Q, p% ~8 ]
a．极易与氧结合形成氧化铝，是一种强脱氧剂。
! j2 M0 W, o1 [! O8 H& Ab．能抑制晶粒成长。
2 ]& [' m9 m1 {- }" z* X" lc．是氮化用钢的重要元素。# S$ W; ]5 @ h0 { y# @! D; d3 \/ W
11．硫S
2 P7 r- O; u( Y5 C 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：
: \% v$ N, L3 [ R2 C) Ca．会增加钢的热脆性
) I9 @$ _5 I* X3 e& M% Rb．硫含量0.2%以上，就会严重影响钢的强度和韧性
4 N3 R- w5 \) W9 Nc．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。7 t* g3 O N0 n* k& D7 R
12．矽Si
! V0 T! h, m$ X- Z0 {( I+ [ 矽在钢中其作用如下 :
- y7 D6 J9 s2 o6 j2 g/ f: `a．矽能增加钢之电磁传导率，故适於制造电气材料。
2 \6 p _8 v& Q3 T! K4 U( f7 Z% u3 yb．矽会加速钢之结晶生长变粗，因此含量约在0.05~0.30%。
& k; p: y: I p9 u. P) i6 H% pc．矽能增高淬火温度。 S7 t- s+ [9 N' |! X Q
d．会阻碍碳元素溶於钢中。% `# d& B+ u. h8 }( w. r8 n8 z
e．对於炭量较高之钢，矽多则增加脆性，
* }! s$ q& ^: A' z$ Q" @f．增加耐热钢的氧化性，可用为脱酸性。
+ C2 T& t* O/ b& o j 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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