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磨削技术网»技术交流 › 磨床论坛 › 机械加工论坛 › 金属材料论坛 › 合金元素对钢的性能影响
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合金元素对钢的性能影响

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HEATS
发表于 2010-9-12 16:36:28 | 显示全部楼层 |阅读模式

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$ l& F" _3 q; q/ j! c0 e/ ^
元素  名称
 $ }, O% e* [* J1 s+ t
强
* g: ?- N7 k" @$ o* H4 I' v
度
 , J2 I2 R1 ~! u8 |
弹
! g! N6 ?& c- v I. _
性
 6 |3 H+ [, y9 E3 _3 o7 F- u, Q$ r2 {
冲击  韧度
 # }/ o. t& K1 A7 _5 \
屈
P) L; j. `) I* m
服  点
 ' ]! N* }+ e& _/ m) D& I% D
硬
1 q, [* G3 K$ u6 Q- ]' n+ z
度
 2 K, h1 o2 S9 I; y6 Y6 p N
伸
% Q$ n0 [& R# t- l" L
长
" Y% d; t ]6 e( p3 o0 d
蛊
 . J/ Q3 _% {* Z* E- Z1 V; L
断面
3 C6 Q+ N8 @9 I7 k7 Z" [: o8 i3 P# ^
收缩
0 ?8 q& }( e9 a* g
率
 * w+ c0 B7 Y" \) Q- f
低温
, L$ |' W0 a7 w' p4 _
韧性
 0 {& g/ y3 [6 t
高温
% v, A, @3 h/ {4 x: G' D) F$ E# H
强度
 3 G$ R0 W7 n$ @; e" E
耐
* U, k* W1 u3 F2 e! y. R* E
磨
1 P1 A1 V1 u" C9 ~; O. J
性
 1 H' m+ X z+ }( t! |4 `5 H5 G7 a
被切
" ]2 v3 P: @4 J5 z: c Y0 x% W
削性
 3 H0 v6 o+ w: y ~- v# N5 e' o6 U
锻
, p* y; G/ o9 v: [ B
压
H% B, ^, V7 @+ X: U. y2 I
性
 T8 ?( X' y6 c7 `/ {5 x
渗碳 性能
 ; I/ H9 ?8 {: r5 }; Q
渗氮  性能
 & t. q0 D2 \& Q$ h& ~! k
抗氧  化性
 - P d7 H6 P, \4 x o& K8 t
耐  蚀  性
 ' a" t; }3 x& }7 Q1 J& Q7 i( S
冷却
& R$ [1 k$ ~# |; B
速度
- q/ o, L; |* o% T4 w2 E
Mr①
 8 V7 D0 Z% @ Q0 k
+
 1 r" \6 G% b1 h3 s( A! p
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 * S0 e+ G+ L+ ^. v
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注：“+”表示提高，“一’’表示降低，“O”表示没有影响，“·”表示影响情况尚不清楚，多个“+”或“一”表示提高或降低的强烈程度。

) r* r( D/ h' h8 m9 L

①表示在珠光体钢中；②表示在奥氏体钢中。

# ?- b$ s3 U" O5 i8 B/ R

表1—38主要合金元素对钢性能影响的有关说明

8 _& V! Z5 A8 X7 p2 f

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元素名称
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对性能主要影响
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Al
 0 S8 l ~, ?+ x: ]4 h
主要作用为细化晶粒和脱氧，在渗氮钢中能促成渗氮层，含量高时，能提高高温抗氧化性，耐H2s气体的腐蚀作用，固溶强化作用大，提高耐热合金的热强性，有促使石墨化倾向
& j* y9 E l9 T3 t4 V' A# v! r. }
B
 - g9 |. b2 u9 M1 e
微量硼能提高钢的淬透性，但随钢中碳含量增加，淬透性的提高逐渐减弱以至完全消失
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C
 , o: O1 G p, j) I5 o
含量增加，钢的硬度和强度也提高，但塑性和韧性随之下降
3 j- m w" H6 i' U+ H$ s
C0
 7 _/ M$ F2 G8 e6 \0 H, l
有固溶强化作用，使钢具有红硬性，提高高温性能、抗氧化和耐腐蚀性，为高温合金及超硬高速钢的重要合金元素，提高钢的Ms点，降低钢的淬透性
: E' D9 ~1 ?8 t6 N: D* z
Cr
 , V! E3 E3 J, y- n0 w& a
提高钢的淬透性，并有二次硬化作用，增加高碳钢的耐磨性，含量超过12％时，使钢具有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀作用，提高钢的热强性，是不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素，但含量高时易产生脆性
0 n2 z+ n0 e" ~* U" s3 h5 V' n
Cu
 & S" \5 n# @; K- s
含量低时，作用和镍相似，含量较高时，对热变形加工不利，如超过O．30％时，在热变形加工时导致高温铜脆现象，含量高于O．75％时，经固溶处理和时效后可产生时效强化作用。在低碳合金钢中，特别是与磷同时存在，可提高钢的抗大气腐蚀性，2％一3％的铜在不锈钢中可提高对硫酸、磷酸及盐酸等的抗腐蚀性及对应力腐蚀的稳定性
% R% A! N8 w+ ~" u& E
Mn
 7 p+ j7 P% C$ F: W
降低钢的下临界点，增加奥氏体冷却时的过冷度，细化珠光体组织以改善其力学性能，为低合金钢的重要合金元素，能明显提高钢的淬透性，但有增加晶粒粗化和回火脆性的不利倾向
% @2 W% W/ u% O/ H/ D4 ?) u) v
Mo
 0 F& j2 h1 i, O4 m3 w
提高钢的淬透性，含量0.5％时，能降低回火脆性，有二次硬化作用。提高热强性和蠕变强度，含量2％～3％时，提高抗有机酸及还原性介质腐蚀能力
! U2 z4 A0 T5 b. W- X# r+ N% W* u
N
 5 ^9 Y6 L, g& b$ `, x; c
有不明显的固溶强化及提高淬透性的作用，提高蠕变强度，与钢中其他元素化合，有沉淀硬化作用，表面渗氮，提高硬度及耐磨性，增加抗蚀性，在低碳钢中，残余氮会导致时效脆性
8 w5 f( q! x, D: q0 j. ]
Nb
 # g) E1 B) |# T" u
固溶强化作用很明显，提高钢的淬透性(溶于奥氏体时)，增加回火稳定性，有二次硬化作用，提高钢的强度、冲击韧性，当含量高时(大于碳含量的8倍)，使钢具有良好的抗氢性能，并提高热强钢的高温性能(蠕变强度等)
, A" K1 |' J- t2 V
Ni
 3 Q- f- V7 ~1 ^1 X
提高塑性及韧性，(提高低温韧性更明显)，改善耐蚀性能，与铬、钼联合使用，提高热强性，是热强钢及不锈耐酸钢的主要合金元素之一
' l6 J5 b2 d2 a/ b$ T
P
 9 O+ \1 X+ b; S9 S4 @0 n% Q1 m
固溶强化及冷作硬化作用很好，与铜联合使用，提高低合金高强度钢的耐大气腐蚀性能，但降低其冷冲压性能，与硫、锰联合使用，改善切削性，增加回火脆性及冷脆敏感性
* j# {% A5 z* i
Pb
 . J+ F% w: |" X2 C! s
改善切削加工性
/ M, w" P, @& g' [/ g% }* b. v
RE
 / W& y2 r4 J. g) s" ?2 F1 s
包括镧系元素及钇和钪等17个元素，有脱气、脱硫和消除其他有害杂质作用，改善钢的铸态组织，O．2％的含量可提高抗氧化性、高温强度及蠕变强度，增加耐蚀性
. w9 U- n+ S3 q G; B8 S
S
 * j) J4 |; N3 `! {
改善切削性。产生热脆现象，恶化钢的质量，硫含量高，对焊接性产生不好影响
2 q9 v# N5 L1 ^, x, J+ c
Si
 9 n9 R. m8 g, q$ ?: o
常用的脱氧剂，有固熔强化作用，提高电阻率，降低磁滞损耗，改善磁导率，提高淬透性，抗回火性，对改善综合力学性能有利，提高弹性极限，增加自然条件下的耐蚀性。含量较高时，降低焊接性，且易导致冷脆。中碳钢和高碳钢易于在回火时产生石墨化
d- t- k& f; T# N8 d6 R7 @8 _
Ti
 8 Z7 O% X, Z: H' `) Z* [( _' B" t
固溶强化作用强，但降低固溶体的韧性，固溶于奥氏体中提高钢的淬透性，但化合钛却降低钢的淬透性。改善回火稳定性，并有二次硬化作用，提高耐热钢的抗氧化性和热强性，如蠕变和持久强度，且改善钢的焊接性
6 S$ o4 u( {8 j
V
 & u2 L' b2 [6 H" ~0 l
固溶于奥氏体中可提高钢的淬透性，但化合状态存在的钒，会降低钢的淬透性，增加钢的回火稳定性，并有很强的二次硬化作用，固溶于铁素体中有极强的固溶强化作用。细化晶粒以提高低温冲击韧性，碳化钒是最硬耐磨性最好的金属碳化物，明显提高工具钢的寿命，提高钢的蠕变和持久强度，钒、碳含量比超过5.7时，可大大提高钢抗高温高压氢腐蚀的能力，但会稍微降低高温抗氧化性
! s5 z& n, B0 y7 u! b5 I
W
 ; l% ?' R- R1 L" y6 e) `3 v/ E3 i
有二次硬化作用，使钢具有红硬性，提高耐磨性，对钢的淬透性、回火稳定性、力学性能及热强性的影响均与钼相似，稍微降低钢的抗氧化性
( U: K; _- g3 @: ^
Zr
 , f7 P& P F/ s. u" U2 s% [
锆在钢中作用与铌、钛、钒相似，含量小时，有脱氧、净化和细化晶粒的作用，提高钢的低温韧性，消除时效现象，提高钢的冲压性能

/ M8 N6 X- Q2 B: {* M4 T! t

注：各成分的含量皆指质量分数。

% p% Z1 E% x A5 i# D
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