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一文带你了解合金元素对钢铁性能的影响!

发表时间:2022-11-25      点击次数:894




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为了改善和提高钢的性能和使之获得某些特殊性能而有意在冶炼过程中加入的元素称为合金元素,常用的合金元素有铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、硅、锰、铝及稀土等。本篇文章将跟大家分享常见的合金元素在钢铁铸造中的重要作用。




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01
常见合金元素


01 Cr(硌)  

铬是不锈钢耐酸钢及耐热钢的主要合金元素

  • 铬可提高钢的强度和硬度

  • 铬可提高钢的高温机械性能    

  • 使钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性  

  • 降低钢的临界冷却速度,提高钢的淬透性  

  • 阻止石墨化

02
Ni(镍)  

镍是不锈耐酸钢中的重要元素之一

  • 镍可降低钢的脆性转变温度,即可提高钢的低温韧性  

  • 改善钢的加工性和可焊性

  • 镍可以提高钢的抗腐蚀能力,不仅能耐酸,而且能抗碱和大气的腐蚀

03 Mo(钼)  

  • 钼对铁素体有固溶强化作用,提高钢的强度和硬度

  • 提高钢的耐热性和高温强度

  • 抗氢侵蚀的作用

  • 降低钢的临界冷却速度,提高钢的淬透性

04  W(钨)    

  • 提高强度    

  • 提高钢的高温强度

  • 提高钢的抗氢性能  

  • 是使钢具有热硬性,因此钨是高速工具钢中的主要合金元素

05  V(钒)      

  • 改善热强性。

  • 细化钢的组织和晶粒,降低钢的强度和韧性

  • 钒能显著地改善普通低碳低合金钢的焊接性能

06
Ti (钛)      

钛是锅炉高温元件所用的热强钢中的重要合金元素之一

  • 钛能改善钢的热强性,提高钢的抗蠕变性能及高温持久强度  

  • 能提高钢在高温高压氢气中的稳定性。使钢在高压下对氢的稳定性高达600℃以上,在珠光体低合金钢中,钛可阻止钼钢在高温下的石墨化现象

07
Mn (锰)      

  • 在低含量范围内,对钢具有很大的强化作用,提高强度、硬度和耐磨性

  • 降低钢的临界冷却速度,提高钢的淬透性

  • 稍稍改善钢的低温韧性

  • 在高含量范围内,作为主要的奥氏体化元素

  • 锰对提高低碳和中碳珠光体钢的强度有显著的作用

  • 锰对钢的高温瞬时强度有所提高

08
Si(硅)      

磁钢中的主要合金元素(含量在0.40%范围内时,改善热裂倾向,含量高时,易形成柱状晶,增加热裂倾向)

  • 提高钢中固溶体的强度和冷加工硬化程度使钢的韧性和塑性降低

  • 硅能显著地提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比,这是一般弹簧钢

  • 耐腐蚀性,硅的质量分数为15%一20%的高硅铸铁,是很好的耐酸材料

  • 降低钢的临界冷却速度,提高钢的淬透性

09
Al(铝)    

  • 用作炼钢时的脱氧定氮剂,细化晶粒,抑制低碳钢的时效,改善钢在低温时的韧性,特别是降低了钢的脆性转变温度;  

  • 提高钢的抗氧化性能

  • 还能提高对硫化氢和V2O5的抗腐蚀性


10
Nb(铌)  

  • 铌和碳、氮、氧都有强的结合力,并与之形成相应的极为稳定的化合物,因而能细化晶粒,降低钢的过热敏感性和回火脆性

  • 有好的抗氢性能

  • 铌能提高钢的热强性

11
RE              

一般所说的17个元素稀土元素

  • 未分离的叫混合稀土,较为便宜,稀土元素能提高锻轧钢材的塑性和冲击韧性,特别是在铸钢中尤为显著

  • 能提高耐热钢电热合金和高温合金的抗蠕变性能

  • 也可以提高钢的抗氧化性和抗腐蚀性。抗氧化性的效果超过硅、铝、钛等元素,其能改善钢的流动性,减少非金属夹杂,使钢的组织致密、纯净

  • 普通低合金钢中加入适当的稀土元素,有良好的脱氧去硫作用,提高冲击韧性(特别是低温韧性),改善各向异性性能




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