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合金元素对钢的性能影响

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发表于 2010-9-12 16:36:28 | 显示全部楼层 |阅读模式

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冲击  韧度
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9 K9 S2 G2 w& R" U
服  点
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断面
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收缩
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, `! R9 k# G4 H- {
低温
, G: J; A$ _1 e* L1 i3 }9 @) G
韧性
0 s, D* }9 Q; H. I
高温
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强度
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# Z6 p, _0 M3 h. T
被切
7 p- R' W Q2 Q' p# ~% Y4 |
削性
1 m H* {& d# K* i* |
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3 N2 t* P7 v. K8 h! r! v9 [
- M! d. \. O8 a) [
渗碳 性能
, I- N! e) c2 [, Z7 P
渗氮  性能
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抗氧  化性
; e, ^. | W5 E7 A, I F
耐  蚀  性
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冷却
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速度
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·
& c* Q' I- G" |) k7 ~7 {
·
% X! C; v' q* { N& e

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。

: Z8 n/ X+ [) E9 ]

①表示在珠光体中;②表示在奥氏体中。

9 |$ Z% f U( o: G$ V$ F, D; d. M- q/ t

表1—38主要合金元素性能影响的有关说明

" B G$ p2 p, O0 F. r

% C' [+ Z# I6 M& O1 h- y

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" A, w4 k6 ^4 o, {8 C* A% {) z t
元素名称
$ Y( v y9 l' g$ p7 ^
对性能主要影响
* V( e* C5 _/ _
Al
5 V4 N) L Z# ^6 e+ w; B1 G
主要作用为细化晶粒和脱氧,在渗氮中能促成渗氮层,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
" ^7 Q w# A2 J9 T
B
# T. U& ~, D$ p P9 [* Q' [* @
微量硼能提高的淬透性,但随中碳含量增加,淬透性的提高逐渐减弱以至完全消失
' {. m. j- g8 I7 z. ~( r7 U+ C. s
C
- }1 B7 i6 Q/ v0 p
含量增加,的硬度和强度也提高,但塑性和韧性随之下降
1 D6 Q& F# x7 Y
C0
2 g: U0 ?' V2 `: f2 p5 b( S. n( K% M
有固溶强化作用,使具有红硬性,提高高温性能、抗氧化和耐腐蚀性,为高温合金及超硬高速的重要合金元素,提高的Ms点,降低的淬透性
8 S5 T: e8 K M" c9 l
Cr
/ \& W3 e' v$ B
提高的淬透性,并有二次硬化作用,增加高碳的耐磨性,含量超过12%时,使具有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀作用,提高的热强性,是不锈耐酸及耐热的主要合金元素,但含量高时易产生脆性
) F9 l6 _5 M/ ~$ S. \; X0 N
Cu
`9 y# w6 `3 w4 N6 Y
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。在低碳合金中,特别是与磷同时存在,可提高的抗大气腐蚀性,2%一3%的铜在不锈中可提高对硫酸、磷酸及盐酸等的抗腐蚀性及对应力腐蚀的稳定性
7 x p% Q5 q" p. x+ t( b, a, Q( [, r
Mn
9 d/ d: @ ~9 b, _- V" l6 T
降低的下临界点,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,为低合金的重要合金元素,能明显提高的淬透性,但有增加晶粒粗化和回火脆性的不利倾向
# r4 f6 V( Z& A' w
Mo
/ V6 C' V( Z' A. z8 W9 V
提高的淬透性,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
# G. y( X8 p& q
N
; V0 q; R+ x4 @0 k, r- 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,在低碳中,残余氮会导致时效脆性
; Q7 \% X4 F7 y/ A4 {& G5 ~1 G
Nb
- e9 {) ^: X7 G' F9 d( z
固溶强化作用很明显,提高的淬透性(溶于奥氏体时),增加回火稳定性,有二次硬化作用,提高的强度、冲击韧性,当含量高时(大于碳含量的8倍),使具有良好的抗氢性能,并提高热强的高温性能(蠕变强度等)
5 E( t) n- h* e8 T" X5 |* T/ {
Ni
0 p9 y8 B$ p) ]7 {2 M
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,是热强及不锈耐酸的主要合金元素之一
& R* O+ J: E' l' {9 Q
P
6 F+ s; P3 s& l! y. J5 c5 J
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
: @6 O4 i$ p" I$ G8 Z9 {1 K
Pb
3 E( u" o$ A0 V) {% Y. d/ U& ^
改善切削加工性
/ t- G0 M" _. p
RE
; ~9 ?9 [3 s! h% I& V$ v9 A
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
* ^: U0 r7 t$ K0 H7 j
S
* o& x* i2 E# C- B9 E2 W
改善切削性。产生热脆现象,恶化的质量,硫含量高,对焊接性产生不好影响
* Z4 y' M! y+ I
Si
9 {% H% z, Q9 V) A. `: z4 _. \
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。中碳和高碳易于在回火时产生石墨化
% k4 @, I0 P* ^& ?- U
Ti
: R' S; z4 u6 m' F- O- i' r
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的淬透性,但化合钛却降低的淬透性。改善回火稳定性,并有二次硬化作用,提高耐热的抗氧化性和热强性,如蠕变和持久强度,且改善的焊接性
+ H4 E" G* C1 D! w4 V/ z
V
% ~- i2 o3 ~$ `# F
固溶于奥氏体中可提高的淬透性,但化合状态存在的钒,会降低的淬透性,增加的回火稳定性,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,明显提高工具的寿命,提高的蠕变和持久强度,钒、碳含量比超过5.7时,可大大提高抗高温高压氢腐蚀的能力,但会稍微降低高温抗氧化性
( M) o7 P4 r0 Q
W
) {# p q+ T" L) B% ~
有二次硬化作用,使具有红硬性,提高耐磨性,对的淬透性、回火稳定性、力学性能及热强性的影响均与钼相似,稍微降低的抗氧化性
: r3 Q. O- u* {& x' ~/ d! H% X
Zr
7 Q: |1 _2 F( d' @
锆在中作用与铌、钛、钒相似,含量小时,有脱氧、净化和细化晶粒的作用,提高的低温韧性,消除时效现象,提高的冲压性能

! u3 [$ o2 s+ y# u& h9 H; a$ V" P& |+ ^! l

注:各成分的含量皆指质量分数。

+ y* z8 T" C6 K5 W2 G' L; C% O$ e
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