微量合金元素在钢中的作用

vipjlzh

请大家讨论一下微量合金元素在钢中的作用.

june

在钢中质量分数低于0.1%左右，而对钢的性能和微观组织有显著或特殊影响的合金添加元素，称为微合金元素，如Al、Nb、V、Ti、B、Ni、Cr、Mo等。Nb、V、Ti是其中最为重要的微合金元素。在钢中添加微量的Nb、V、Ti，可保证钢在碳当量较低的情况下，通过其碳、氮化物质点的弥散析出及Nb、V、Ti的固溶，细化晶粒，极大地提高钢的强度、韧性，特别是低温韧性，使钢具有良好的焊接性能和使用性能。
7 H4 U( A  P8 I+ T3 _Nb、V、Ti为强碳化物形成元素，常温时，在钢中大部分以碳化物、氮化物、碳氮化物形式存在，少部分固溶在铁素体中。在脱氧不完全的钢中，也会出现氧化物TiO2 、V2O3等，这对Nb、V、Ti是一种浪费，且氧化物对性能有害。钢加热时，其碳、氮化物随温度升高，逐渐溶解，直至全部溶解到奥氏体中；冷却时，随温度降低，溶解度减小，其碳、氮化物逐渐析出。正是这种行为使得Nb、V、Ti对钢性能起到改善作用。

yuchen

钢中主要合金元素的功用

! m/ C' Q+ Q9 z/ R! B1．铬 Cr
  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：
a．增进钢的硬化能和渗碳作用。
b．使钢在高温畤仍具高强度。
c．能增加耐磨耗性。
d．增高钢之淬火温度。
f．能增进钢的抗腐蚀性。
% g  d: e9 i% q# u7 C5 {$ u7 \2．镍Ni
  镍在钢中的影响有:
0 y6 @1 f- [9 N9 U5 Va．增进钢的硬化能。
6 V% u; i* D2 _7 ]( Kb．能降低热处理时的淬火温度，因之在处理时变形小。
* @& g  W! i7 x9 ?" h2 H* ~, qc．能增加钢的韧性。
d．高镍合金钢能耐腐蚀，例如：不锈钢就含有8%左右的镍。
3．钨W
  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，
- i( y+ @3 W5 {4 T/ Na．钨可以提高钢之淬火温度。
b．加强钢之断面组织细微化，抵抗回火软化。
c．可以降低淬火时钢之晶粒生长之趋势。
7 s% Z! c9 N/ L4 T! rd．钨钢刀具有红热硬度。
% h6 [2 m4 q' c4 R/ j8 j) Ie．可增加钢之保磁性，故可配入钢中而制造永久磁钢。
4 \$ r7 N, Z/ U! o! Q4．钒V
; X4 ?4 P% M9 ]$ D/ K  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：
( C! r" w* N4 B( g4 Y) d: F: i6 pa．能提高淬火温度。
b．改善硬化能，高温淬火加热时，能防止其晶粒生长。
c．有助於钢之结晶组织细微化。
/ i, T0 }: S4 |( ?% R" a5．锰Mn
* C1 a% R+ S% R: a4 p# ^  锰亦为钢中重要元素，其作用及影响如下:
: ?  J$ P% P! l9 k0 e; ta．在适量下，锰量增加可增加钢之最大强度及硬度。
! f; p4 \6 h) N1 f! H; i# t+ `b．锰有脱氧及脱疏功效，故锰能发掸钢之锻造性与可塑性。
+ w* S9 Y7 H8 _+ j4 \& B+ ec．锰在钢中含量多，可降低钢之淬火温度。
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。
% m) _+ V1 V7 R0 K6 _* N9 Z6．钼Mo
* w, H0 D' s% s  H5 h$ U8 g& F' Q  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。
  L/ ]) t; w* F" m- ha．能改善钢在高温之抗拉及潜变强度。
* p! z* V/ z! |b．在工作红热情况下，能使钢之硬度保持不变。
/ D+ k' _' [+ y# v0 Ac．高速工具钢含钼，可予以较佳之切割性能。
d．合金钢中加入钼可去除回火脆性。
) E' T* p8 z$ V3 S$ g7．钴Co
4 v/ @7 N+ ~" I6 n# q6 Z9 Z8 J  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：
! g' e3 r7 E) {- k, Y' O% Ua．钴可代替镍，如增加强度及耐热等性能。
8 M$ K7 M  L& b0 s% I) I7 Ab．会降低钢的硬化能。
2 y% y" ^5 a3 @3 {$ U8 j/ N' Hc．能提高钢之淬火温度。
d．增加钢之保磁能力，故为制造磁石钢之主要元素。
9 w, |& G& S! O; U; `8．钛Ti
9 n! ]( j7 S) a# F+ _  钛在钢中易与碳形成碳化物TiC，其他特性：
a．钛在不锈钢中，可以防止高温时铬量的局部减少，维持其
  防蚀的能力
b．可以防止合金钢由高温徐冷时的脆化现象。
9．铜Cu
合金钢中铜之含量不可以超过1.5%，否则会使钢变脆，此外
/ O' `4 D: V1 I8 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
7 H# }2 {% f- N* P  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。
b．可以增加钢的强度，但不宜超过0.2%。
10．铝Al
a．极易与氧结合形成氧化铝，是一种强脱氧剂。
8 e, \) u: b3 M5 l. c# W) Cb．能抑制晶粒成长。
c．是氮化用钢的重要元素。
11．硫S
  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：
a．会增加钢的热脆性
b．硫含量0.2%以上，就会严重影响钢的强度和韧性
  ?; R$ H7 M6 ~$ U( @  p7 u/ Fc．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。
12．矽Si
  矽在钢中其作用如下 :
a．矽能增加钢之电磁传导率，故适於制造电气材料。
b．矽会加速钢之结晶生长变粗，因此含量约在0.05~0.30%。
c．矽能增高淬火温度。
# t+ r1 `' y2 G0 j& U6 Gd．会阻碍碳元素溶於钢中。
e．对於炭量较高之钢，矽多则增加脆性，
$ u. j: a+ A9 n" df．增加耐热钢的氧化性，可用为脱酸性。
  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。

lyforge

微量合金元素主要是指Nb、V、Ti、稀土元素、N、B为代表的一类用于研制微合金化钢的金属或者非金属元素，
7 P# i2 j$ H$ x7 i; @3 d* a   目前在锻造行业应用比较广泛的非调质钢，就是指含有上述一种或者几种元素的锻造用钢，该技术最早在德国开始应用于汽车行业，在全球应用非常广泛，目前已经发展到第四代产品，由于节能环保，日本、德国、几乎90％左右的汽车零部件都是采用非调钢制造。
    我国由于受钢铁生产技术、体制、观念等一些因素的影响，到目前还没有大面积的推广应用，在应用上今后仍需要加大行业推广力度。

4 L9 E" Q7 p) U9 }6 f- o0 a7 }2 [0 t+ Q[ 本帖最后由 lyforge 于 2008-5-1 14:05 编辑 ]

zwd3279

合金元素在钢中的作用.rar (71.63 KB, 下载次数: 180)

2008-6-21 13:45 上传

点击文件名下载附件
合金元素在钢中的作用
阅读权限: 1 附件是合金元素在钢中的作用，供大家参考。

like3259

多点书，谢谢