合金元素对钢的性能的影响

1、作者：余宗森/袁泽喜/李士琦/武骏出版社：冶金工业出版社出版日期：2001年8月 版次：ISBN：750242726 页数：300开本：32开包装：本帖最近评分记录： 金钱:+3(zhyj_88) 多谢补充资料描述文本。顶端 Posted: 2008-12-23 12:32 | 30 楼 jiaolong83 级别: 中级工程师精华: 0 发帖: 1109威望: 3 点金钱: 8 机械币贡献值: 0 点注册时间:2007-04-06最后登录:2011-06-15 小 中 大 引用 推荐 编辑 只看 复制 -第一篇 我国钢的成分、残留痕微量元素与其常温力学性能的定量关系及国外的相关研究1 试样的

2、制备和成分、组织及性能的测试2 试验数据的统计分析3 各钢铁企业钢材的分析测试和回归结果4 我国钢材的成分、组织与力学性能的定量关系5 国内外关于钢的成分、组织与性能定量关系的研究第二篇 钢中痕量及微量残留元素对钢其他性能的影响6 废钢及钢中的残留元素7 残留元素对钢性能的影响8 钢中残留元素的去除和变害为利参考文献顶端 Posted: 2008-12-23 12:33 | 31 楼 micholas84 级别: 学徒工精华: 0 发帖: 2威望: 1 点金钱: 100 机械币贡献值: 0 点注册时间:2008-12-17最后登录:2009-02-15 小 中 大 引用 推荐 编辑 只看 复制

3、 合金元素的作用钢铁基础知识：合金元素在钢中的作用 1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。 2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.150.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.01.2%的硅，强度可提高1520%。硅和钼

4、、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅14%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增加，会降低钢的焊接性能。 (1)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。 (2) 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。 (3)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。含有硅的钢在氧化气氛中加热时，表面也将形成一层SiO2薄膜，从而提高钢在高温时的抗氧化性。 缺点：（4）使钢的焊接性能恶化。 3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.300.50%。在碳素钢中加入0.70%以

5、上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰1114%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。 （1）锰提高钢的淬透性。 （2）锰对提高低碳和中碳珠光体钢的强度有显著的作用。 （3）锰对钢的高温瞬时强度有所提高。 锰钢的主要缺点是，含锰较高时，有较明显的回火脆性现象；锰有促进晶粒长大的作用，因此锰钢对过热较敏感t在热处理工艺上必须注意。这种缺点可用加入细化晶粒元素如钼、钒、钛等来克服：当锰的质量分数超过1时，会使钢的焊接性能变坏，锰会使钢的耐

6、锈蚀性能降低。 4、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。 5、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。 6、铬（Cr）：在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢

7、的重要合金元素。 （1）铬可提高钢的强度和硬度。 （2）铬可提高钢的高温机械性能。 （3）使钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性 （4）阻止石墨化 （5）提高淬透性。 缺点：铬是显著提高钢的脆性转变温度铬能促进钢的回火脆性。 7、镍(Ni)：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源，故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。 8、 钼(Mo)：钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力，发生变形，称蠕变)。结构钢中加入钼，能提高机械性能。 还可以抑制合金钢由于火而引起的脆

8、性。在工具钢中可提高红性。 9、钛(Ti)：钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密，细化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛，可避免晶间腐蚀。 10、钒(V)：钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。 11、钨(W)：钨熔点高，比重大，是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨，可显著提高红硬性和热强性，作切削工具及锻模具用。 12、铌(Nb)：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性，提高强度，但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加

9、铌，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌，可防止晶间腐蚀现象。 13、钴(Co)：钴是稀有的贵重金属，多用于特殊钢和合金中，如热强钢和磁性材料。 14、铜(Cu)：武钢用大冶矿石所炼的钢，往往含有铜。铜能提高强度和韧性，特别是大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆，铜含量超过0.5%塑性显著降低。当铜含量小于0.50%对焊接性无影响。 15、铝(Al)：铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性，如作深冲薄板的08Al钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，铝与铬、硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺

10、点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。 （1）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； （2）提高钢的抗氧化性能。曾对铁铝合金的抗氧化性进行了较多的研究；4AI即可改变氧化皮的结构，加入6A1可使钢在980C以下具有抗氧化性。当铝和铬配合并用时，其抗氧化性能有更大的提高。例如，含铁50一55、铬30一35、铝10一15的合金，在1400C高温时，仍具有相当好的抗氧化性。由于铝的这一作用，近年来，常把铝作为合金元素加入耐热钢中。 （3）此外，铝还能提高对硫化氢和V2O5，的抗腐蚀性。 缺点：脱氧时如用铝量过多，将促进钢的石

11、墨化倾向。当含铝较高时其高温强度和韧性较低。 16、硼(B)：钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能，提高强度。 17、氮(N):氮能提高钢的强度，低温韧性和焊接性，增加时效敏感性。 18、稀土(Xt)：稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。这些元素都是金属，但他们的氧化物很象“土”，所以习惯上称稀土。钢中加入稀土，可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质，从而改善了钢的各种性能，如韧性、焊接性，冷加工性能。在犁铧钢中加入稀土，可提高耐磨性。 此帖被zhyj_88在2009-06-13 13:59重新编辑 顶端 Posted: 2008-12-24 22:08

12、| 32 楼 yuan13 级别: 助工精华: 0 发帖: 349威望: 1 点金钱: 35 机械币贡献值: 0 点注册时间:2008-03-25最后登录:2011-06-13 小 中 大 引用 推荐 编辑 只看 复制 -主要合金元素对钢性能影响的有关说明元素名称 对性能主要影响Al 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B 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C 含量增加，钢的硬度和强度也提高，但塑性和韧性随之下降C0 有固溶强化作用

13、，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Cr 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Cu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O30时，在热变形加工时导致高温铜脆现象，含量高于O75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

14、力腐蚀的稳定性元素名称对性能主要影响Mn 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Mo 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23时，提高抗有机酸及还原性介质腐蚀能力N 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Nb 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

15、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)Ni 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P 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Pb 改善切削加工性RE 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，O2的含量可提高抗氧化性、高温强度及蠕变强度，增加耐蚀性S 改善切削性。产生热脆现象，恶化钢的质

16、量，硫含量高，对焊接性产生不好影响Si 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Ti 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V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

17、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W 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Zr 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，提高钢的冲压性能好好学习，天天向上。 顶端 Posted: 2009-03-18 21:27 | 33 楼 lianyunxia 级别: 学徒工精华: 0

18、 发帖: 2威望: 1 点金钱: 106 机械币贡献值: 0 点注册时间:2009-03-23最后登录:2009-03-23 小 中 大 引用 推荐 编辑 只看 复制 钢中九种有害元素对钢的危害性钢中九种有害元素对钢的危害性钢种九种有害的元素是指：Pb-铅，Sn-锡，As-砷，Sb-锑，Bi-铋，In-铟，Cd-镉，Te-碲，Ta-铊1. Pb-铅周期系第 A族元素，原子序数82，原子量270.2，熔点327.5，沸点1740，密度11.34g/cm3,银灰色重金属，质柔软。钢中残余铅极微，因绝大部分铅在冶炼过程中以蒸汽逸出钢液。由于铅和铁不生成固熔体，一般它是以微小的球状形态而存在于钢中，易

19、发生偏析，对钢的性质有一定不良影响，铅能使钢的塑性略有降低，使钢的冲击值有较大降低。如因特殊用途则是在浇注过程中加入，钢中含少量铅可改善钢的切削加工性能。2. Sn-锡周期系第 A族元素，原子序数50，原子量118.69，有白锡，灰锡，脆锡三种同素异构体，密度：白锡7.28 g/cm3,灰锡5.75 g/cm3,，脆锡6.32-6.56g/cm3,熔点：白锡231.88，灰锡231.99，脆锡231.99。沸点：白锡2260，灰锡2270，脆锡2260。 锡可大大降低钢及合金的高温机械性能，对钢的加工性能也十分有害。在钢中加入少量锡时能提高钢的耐腐蚀性，其强度也有一定提高，而对塑性却影响不大。

20、3. As-砷周期系 A族元素，原子序数33，原子量74.92，俗名砒，有灰，黄，黑三种同素异构体，密度5.727 g/cm3，熔点717，613升华。砷在钢中常以Fe2As,Fe3As2,FeAs及固溶体形式存在，易发生偏析现象，砷与磷，锑同族，对钢性能影响有类似之处，砷能提高钢的抗拉强度和屈服点，增强抗腐蚀和抗氧化性能，但砷含量较高时（如大于0.2%），则使钢的脆性增加，延伸率，断面收缩率及冲击韧性降低，并影响焊接。4. Sb-锑周期系 A族元素，原子序数51，原子量121.8，密度6.684g/cm3, 熔点630.74，沸点1750，锑对钢的性质有恶劣影响，一般使钢的强度降低，脆性增加

21、，但如在钢中加入一定量的锑，会不同程度的提高钢的抗腐蚀能力及耐磨性。5. Bi-铋周期系 A族元素，原子序数83，原子量208.98，密度9.8g/cm3, 熔点271.4，沸点15605，由于铋在钢中含量几乎不熔，在冶炼过程中，绝大部分以蒸汽逸出，故铋在钢中含量极微。它易偏析于晶间，相间，它在晶间浓度甚至可为在合金整体浓度的8100倍，它的存在因而引起钢的脆性，它能使不锈钢热态韧性降低，如含铋量较多，还会降低钢的塑性，影响钢的高温强度，致使不锈钢挤压材产生裂纹。如作特殊用途加入少量铋入钢中，则可显著改善钢的切削加工性能。6. In-铟周期系 A族元素，原子序数49，原子量114.8，密度7.

22、3g/cm3, 熔点156.61，沸点2080。稀散元素之一，银白色金属，有延展性，比铝软，钢中残余铟甚微。它在钢铁及合金中，系有害元素，易偏聚于晶界，影响钢的强度和韧性，对钢及合金的机械性能可产生较大的危害。7. Cd-镉周期系 B族元素，原子序数48，原子量112.4，密度8.642g/cm3, 熔点320.9，沸点765。银白色或铅灰色有光泽的软质金属，具有延展性。镉盐有毒，是环保监测的重点项目之一。近年来在钢铁表面上镀镉作为保护层已得到了广泛应用。镉除特殊需要外，它在钢铁合金中系有害元素，因它能使钢铁的机械性能受到严重危害，如发生镉脆现象。8. Te-碲周期系 A族元素，原子序数52，

23、原子量127.60，结晶碲的熔点452，沸点1390。，密度6.25g/cm3,碲有结晶形和无定性碲两种同素异性体，结晶碲具有银白色的金属外观。无定形碲（褐色），密度6 g/cm3，熔点449.50.3，沸点989.83.8.碲是高科技领域的重要材料，它运用于航空，军事，医药，冶金，电子等领域。如不是由一位了特殊用途而引入钢中的碲，它将和Se与S一样对软钢的磁性有显著的不利影响。碲在钢铁几合金中系有害微量元素，其危害性，它能造成晶间脆化，使其特久强度及塑性降低。因此，作航空材料的高温合金一般要求碲量0.001%，目前不少资料提出必须控制碲量1-0.5ppm9. Ta-铊 周期系 A族元素，原子

24、序数81，原子量204.37，熔点303.5，沸点145710。，密度11.85g/cm3,铊属稀有元素之一，银白色柔软的晶体，对钢及合金机械性能产生较大危害。顶端 Posted: 2009-03-23 23:00 | 34 楼 康康康康康 级别: 学徒工精华: 0 发帖: 57威望: 1 点金钱: 91 机械币贡献值: 0 点注册时间:2008-10-08最后登录:2009-10-07 小 中 大 引用 推荐 编辑 只看 复制 -我这有一些,不知对大家有用不?附件： 新建 Microsoft Word 文档 (2).doc (52 K) 下载次数:17 顶端 Posted: 2009-04-

25、15 21:33 | 35 楼 marshal125 级别: 技工精华: 0 发帖: 231威望: 0 点金钱: 0 机械币贡献值: 0 点注册时间:2007-08-08最后登录:2011-06-07 小 中 大 引用 推荐 编辑 只看 复制 钢中九种有害元素对钢的危害性钢中九种有害元素对钢的危害性描述：钢中九种有害元素对钢的危害性附件： 钢中九种有害元素对钢的危害性.doc (30 K) 下载次数:36 顶端 Posted: 2009-04-28 12:49 | 36 楼 boba 级别: 中级工程师精华: 0 发帖: 1455威望: 3 点金钱: 12 机械币贡献值: 0 点注册时间:20

26、08-08-06最后登录:2011-06-10 小 中 大 引用 推荐 编辑 只看 复制 稀土元素的作用.pdf稀土元素的作用.pdf描述：稀土元素的作用.pdf附件： 稀土元素的作用.pdf (278 K) 下载次数:31 boba 顶端 Posted: 2009-05-07 14:59 | 37 楼 jhhh2000 级别: 工程师精华: 0 发帖: 806威望: 3 点金钱: 110 机械币贡献值: 0 点注册时间:2009-02-02最后登录:2011-04-01 小 中 大 引用 推荐 编辑 只看 复制 各种合金元素对钢性能的影响(共18种元素)各种合金元素对钢性能的影响1、Al （

27、1）Al当钢中其含量小于35%时，是一有益的元素。其作用是：高的抗氧化性和电阻。作为强烈脱氧剂加进的Al，可生成高度细碎的、超显微的氧化物，分散于钢体积中。因而可阻止钢加热时的晶粒长大（含Al10%，在加热1200才有细化作用，否则其作用甚小）和改善钢的淬透性。所以这些氧化物成为结晶的中心，而在钢冷却时又对A体分解起促进作用。作为合金元素，有助于钢的氮化，因而可提高钢的热稳定性。所以AlN本身在加热时具有高稳定性，与都有利于减弱钢的过热倾向。可改善钢的抗氧化性，考虑和，能提高钢的电阻，与Cr共同用于制造高电阻铬铝合金：如Cr13Al4、1Cr17Al5、1Cr25Al5。Al使电阻增高的程度比

28、Cr还高的多。在Cr钢中加Al，会粗晶易脆，所以其量一般不超过5%，个别才有89%。对硅钢而言，Al可减少铁心损失，降低磁感强度，与氧结合可减弱磁时效现象，但Al的氧化物会使磁性变坏。Al（0.5%）也会使硅钢变脆。（2）Al的不良影响 促进钢的石墨化，减少合金相中的碳溶浓度，所以硬度、强度降低。 加速脱碳 当Al含量增加至35%时，89%将会大大地促进钢锭的柱状结晶过程。因此而大大增加钢的机械热加工的困难，也使钢极易脱碳。（其热加工之所以困难是因为该合金钢锭具有粗晶结构，且其晶体的解理极弱，所以导热性低，加热时容易出现大的温度差而锻裂，甚至钢锭的去皮加工都会使其晶界氧化而破坏。此外，它在80

29、0以上的高温长时间停置也极易变脆。一般合金钢中含Al量：合金结构钢：Al=0.41.1% (38CrAlA、38CrMoAlA、38CrWVAlA等)耐热不起皮钢：Al=1.14.5% (Cr13SiAl、Cr24Al2Si、Cr17Al4Si等)电热合金：Al=3.56.5% (Cr13Al4、1Cr17Al5、Cr8Al5、0Cr17Al5等)甚至Al=8% Cr7Al7：考虑电热合金受荷不大，虽有脆性，仍可使用。本帖最近评分记录： 金钱:-10(king05hill) 屡次违反版规发帖 金钱:+10(zhyj_88) 优秀文章顶端 Posted: 2009-06-01 15:06 | 3

30、8 楼 jhhh2000 级别: 工程师精华: 0 发帖: 806威望: 3 点金钱: 110 机械币贡献值: 0 点注册时间:2009-02-02最后登录:2011-04-01 小 中 大 引用 推荐 编辑 只看 复制 2、Si（1）一般合金钢中的Si含量不会高于3.5%，更多时（4.86.5%）将使钢具有很高的脆性。Si的有益作用：高的热强性和弹性极限，高的导磁率，涡流损失少。象Al、Cr一样，其氧化物均是尖晶石类型的组织。其晶格常数与-Fe、-Fe区别小。因为其氧化物与金属分界处的晶胞之间就紧密而强固地结合在一起，氧化皮紧密地被贴在金属上，甚至在高温下也不剥落。所以它具有很强的抗氧化性和

31、耐热性能，而被加入耐热钢。有利于提高钢的弹性极限，在中碳钢中加入12%的Si，调质中b将增1520%，而Aku也提高了，还提高了s和。利于促进钢中石墨化而用于炼制石墨钢。此钢可制轴承，甚至作为工具钢代替，制冲头，拉模、弯曲模等。脱氧能力较强，是炼钢常用的脱氧剂，故一般钢中均含Si，其量0.5%。硅可减小晶体的各向异性，使磁化容易，使磁阻减小，它还可减轻钢中其他杂质对磁场磁感的危害（使%C石墨化，脱氧，与N形成氢化硅等）。所以可大大减少涡流损失。由于硅的脆性，目前高硅钢片硅含量规定为低于4.5%，最多只为4.8%，正在研究提高至6.5%。硅可显著地减慢回火马氏体在低温（200）时的分解速度。（在

32、较高温度即400500则作用并不显著）Si是铁素体形成元素，多加Si会使A-转化。（2）Si的不良影响促使石墨化，促进脱碳（它是阻止碳化物形成的一种元素），含Si钢一般不作渗碳。促进回火脆性的发展，使塑性降低。Si对冲击韧性和韧性的温度储量的影响不是等值的。当Si=11.5%时作用尚良好。Si=2.53%时则影响不良，含Si=22.5%，则难以锻造。当Si2.3%时,矽铬钢对回火脆性的敏感性还很低,但对当Si=2.53.5%时，对回火脆性和敏感性就高。用这种钢必须采取韧性处理（回火后在水中浸渍，锻时用少韧处理），而当Si3.5时，甚至持用韧性处理也已不能消除矽铬钢的脆性。（不过，Mo的加入可使

33、其脆性稍许改善），SI=4%时，室温下即可能脆裂。对碳素工具钢，Si含量上升时，将降低其淬透性等级。一般结构钢中均不宜加Si，对于高速钢，不大于0.4%。由于硅的存在，使钢中增碳困难，并使渗碳速度降低，所以此类钢多不作渗碳处理。硅锰结合，Mn可下降，因为Si引起的脱碳，Si有微弱的抑制晶粒长大的作用，可稍下降，Mn引起的调质粗晶，有相互改善作用，但易生白点，应注意冶炼时原材料的干燥烘烤。硅在钢中还常以Fe、Mn的硅酸盐类夹杂物而存在，均会降低钢的各种性能，塑性比硫化物低。这类夹杂物透光度很高，而反光度则低，故显微镜下常呈灰黑色。（3）一般合金钢中Si含量：一般碳钢：Si0.5%合金结构钢： S

34、i =0.91.6% (27SiMn、40CrSi、20CrMnSi、35CrMnSiA等)弹簧钢： Si =1.52% (55Si2Mn、60Cr2Mn等)轴承钢： Si =0.40.7% (GCr9SiMn、GCr15SiMn、GCr6SiMn等)工具钢： Si =0.651.8% (SiMn、9SiCr、5SiMnMoV、6SiMoV等)耐热钢： Si =14.3% (Cr17Al4Si、Cr20Si3、4Cr9Si2、4Cr3Si4等)电机硅钢片： Si =0.81.8% 、1.82.8%、2.83.8%、3.84.8%为低、中、较高、高级硅钢片顶端 Posted: 2009-06-0

35、1 15:07 | 39 楼 jhhh2000 级别: 工程师精华: 0 发帖: 806威望: 3 点金钱: 110 机械币贡献值: 0 点注册时间:2009-02-02最后登录:2011-04-01 小 中 大 引用 推荐 编辑 只看 复制 3、Mn（1）锰的有益作用是高的强度和耐磨性),淬透、渗碳、冷工硬化。14%（高耐磨钢），1719%（护环钢） 作为炼钢的脱氧剂用，因为一般钢中均含Mn，其量0.7%。 Mn和S作用抵消S对铁的红脆影响。 Mn对各类钢的作用是：珠光体Mn钢：可提高其强度和耐磨性，塑性亦不错。所以它能细化珠光体组织。（对含碳量较高的钢，Mn，塑性稍有降低。对低碳钢则含Mn

36、，而韧性。奥氏体Mn钢：有足够高的塑性和很高的耐磨性。所以Mn能增加奥氏体的稳定性，扩大相区得奥氏体。降低淬火时的临界冷却速度。降低钢的临界点（A1和A3）同碳量碳素钢低2530，所以可提高钢的淬透性，淬火时的变形也比较小，因此适于制大截面和复杂的零件。Mn=5%时，Mn降至0。马氏体Mn钢：易使之发脆、淬裂。Mn易溶于铁素体内，形成弱碳化物其稳定性不强。所以加热过程中极易完全溶入奥氏休中，加之其临界点又低，所以晶粒极易粗化、极易淬裂，为此应严格控制淬火加热温度和保温时间，一般均以油淬或流动空气中冷却为宜，只有形状简单件才好用水淬。调质钢：将降低其塑性（回火脆性影响）。渗碳钢：Mn的存在能促进

37、渗碳作用，所以能大大提高钢的表面硬度与耐磨性，尤其可贵的是在渗碳时表面软点较少，也不改变过分增碳的倾向。（渗碳后的锰钢，在最后淬火前，应进行一次正火或退火处理，以消除因长时间渗碳造成的心部过热）。结构钢：将促使其回火脆性增强。工具钢：加入约1%Mn，可减少淬火时的体积变形，这对于精密工具和长形工具来说有重要的意义。（如CrMn、CrWMn钢等）。 Mn可改善钢的焊接性和低温性能，还可减慢钢的脱碳作用。 Mn量中还可适当改善钢的切削性能。 对某些钢，Mn的作用可代Ni，能扩大相区得奥氏体，如模具钢（增强淬透性）、奥氏体钢等。 高锰钢对冷工硬化敏感，可提高钢的强度和耐磨性。（Mn=1014%，而C

38、=11.4%） 铬锰奥氏体钢的热强性很好，甚至可超过Cr、Ni钢，加4%Cr、Ni红热耐磨性更好。Mn价廉。（2）锰的不良影响是： 增加钢的过热敏感性（粗晶）：这是由于含Mn渗碳体的稳定性不强，在加热过程中很容易完全溶于奥氏体中。加之，Mn钢的临界点亦较低，所以就易粗晶了。为此锻造和热处理加热都要严格控制加热温度和保温时间。所有合金元素中，Mn是不能减低奥氏体晶粒长大倾向的元素，相反引起粗晶。 增强钢对白点的敏感性，故要缓冷。（含C0.3%时影响即较大）增强回火脆性，且易形成带状和纤维组织。故纵、横向性能差较大（Mn2.4% 延伸率） 高锰钢熔点低（Mn1314%，T熔13501400）平均线

39、膨胀系数大（相当于钢类矽钢的1.9倍），导热系数小（约为同类矽钢的1/31/4），热加工稍难。 高锰钢在冷速不够时，易生成块状碳化物沿晶界析出，使钢变脆，采用水淬速冷时，可使碳化物来不及析出，得到均匀奥氏体组织，性能改善。但因为含Mn量高，导热性差，速冷则温差应力大而易淬裂，所以淬火次数不宜多。（3）含Mn钢的分类 碳钢：a、正常含Mn量碳钢Mn=0.250.8%B、较高含Mn量碳钢Mn=0.71.0% 及0.91.2% 锰钢：Mn=1.11.8% 少数 2.4% 高锰钢：Mn=1314%（C=1.01.3%）注：Mn1.2%为炼钢脱氧及稍许改变钢性能，作一般矽钢。Mn=1.11.8%或2.4

40、%为具高塑性、耐磨性，强度而被采用。Mn=2.413%为粗晶极脆而不可用。Mn=1314%为冷工硬化而成为高耐磨钢。顶端 Posted: 2009-06-01 15:09 | 40 楼 jhhh2000 级别: 工程师精华: 0 发帖: 806威望: 3 点金钱: 110 机械币贡献值: 0 点注册时间:2009-02-02最后登录:2011-04-01 小 中 大 引用 推荐 编辑 只看 复制 4、Ni（1）镍的有益作用是：高的强度、高的韧性和良好的淬透性、高电阻、高的耐腐蚀性。 一方面既强烈提高钢的强度，另方面又始终使铁的韧性保持极高的水平。其变脆温度则极低。（当镍0.3%时，其变脆温度即

41、达-100以下，当Ni量增高时，约45%，其变脆温度竞可降至-180。所以能同时提高淬火结构钢的强度和塑性。含Ni=3.5%，无Cr钢可空淬，含Ni=8%的Cr钢在很小冷速下也可转变为M体。 Ni的晶格常数与-铁相近，所以可成连续固溶体。这就有利于提高钢的淬硬性，Ni可降低临界点并增加奥氏体的稳定性，所以其淬火温度可降低，淬透性好。一般大断面的厚重伯都用加Ni钢。当它同Cr、W或Cr、Mo结合的时候，淬透性尤可增高。镍钼钢还具有很高的疲劳极限。（Ni钢有良好的耐热疲劳性，工作在冷热反复。、k高） 在不锈钢中用Ni，是为了使钢具有均匀的A体组织，以改善耐蚀性。 有Ni钢一般不易过热，所以它可阻止

42、高温时晶粒的增长，仍可保持细晶粒组织。 含Ni量相当高的钢，其热膨胀系数很小而用作不变钢（Ni36%）和代用白金（Ni42%）。 含Ni更高时，与Cr结合作高电阻合金（Cr15Ni60、Cr20Ni80）。 Ni和V一样，对脱碳过程没有影响。Ni本身不是有效的抗氧化学元素，所以很少单独用作不锈钢的合金元素，但对浓苛性碱有好的作用。 Ni可提高A体钢的蠕变抗力，但还一定值作用则减弱，须加入别的合金元素，通过固溶强化或沉淀硬化的途径来解决。 Cr、Ni钢的焊接性能和低温性能也不错。（2）Ni的不良作用： Ni不能提高铁素体的蠕变抗力，相反会使珠光体M体钢热脆性增大。所以珠光体、马氏体钢不加镍。 含

43、硫气氛中的Ni钢耐蚀性也不及无Ni钢，因硫化镍会引起钢的赤热脆性。 铬镍钢容易感受回火脆性和易形成白点（前者可在回火后采用速冷防止，后者应采用正确的熔炼规范和锻造、冷却规范防止。） 对高速钢，因为它降低了它的硬度而被视为有害杂质，当Ni2%时或更高时，由于其抗600660回火稳定性降低而热硬性变坏（使A体稳定不分解），所以硬度降低。 同样，因为Ni降低钢之淬火层的硬度，在轴承钢中也不希望有它，Ni不大于0.30%，且Ni+Cu不大于0.50%（Cu不大于0.25%）。 Ni虽可提高电阻，促使矽石墨化，但会降低磁感和最大磁导率。所以硅钢片也不希望有Ni。 Ni在我国早，价钱高。 Ni钢氧化容易起

44、鳞，所镍钢的氧化铁皮粘在钢表面上不易脱落。（3）一般合金钢中的Ni含量：渗碳钢：含C=0.150.25%Ni=14.5%调质钢：含C=0.350.55%Ni=11.75%不锈钢：含Ni2% M体不锈钢，含Ni=818% A体不锈钢。含Ni=28% M-P体类不锈钢。耐热不起皮钢：含Ni达936%，属A 体钢。磁钢：含Ni25%的（Ni25、Ni9Mn9等）为弱磁性钢，用9301000淬火能很好不被磁化，可用于制机器，仪表等不应被磁化零件（电机环、指南针盒、电阻等）。含Ni=2530%的是陈化磁性钢，它具有非常高的磁性，当残余磁感应为50007500高斯时，矫顽磁力可达500700奥斯特甚至10

45、00，但它具有高的脆性（和硬度），所以多做铸造磁铁。含Ni=3537%的是恒范合金（不变合金）Ni=4244%的是类铂合金。含Ni=5080%的是高导磁率的合金，（但要很纯，才能发挥作用）顶端 Posted: 2009-06-01 15:10 | 41 楼 jhhh2000 级别: 工程师精华: 0 发帖: 806威望: 3 点金钱: 110 机械币贡献值: 0 点注册时间:2009-02-02最后登录:2011-04-01 小 中 大 引用 推荐 编辑 只看 复制 5、Cr（1）铬的有益作用：具有许多有价值的性能：高硬度、高强度、屈服点、高的耐磨性而对塑性、韧性影响又不大，高的抗氧化性，耐蚀

46、性，还能提高电阻和导磁率等等。1）Cr是中等碳化物形成元素，在所有各种碳化物中，铬碳化物是最细小的一种，它可均匀地分布在钢体积中，所以具有高的强度、硬度、屈服点和高的耐磨性。由于它能使组织细化而又均分布，所以塑性、韧性也好，这对工具钢尤有价值。2）Cr的碳化物也较难溶解，在短时间加热下有阻碍晶粒长大作用，长时间渗碳还会粗晶。所以可减小过热敏感效应。3）Cr可使A 体分解速度减缓，降低淬火时的临界冷却速度，因而有助于M体形成和提高M体的稳定性，所以Cr钢均有优良的淬透性，且淬火变形较小。注意：Cr是铁素体形成元素，缩小区，所以在没A体化元素存在时，高Cr钢将呈铁素体组织。4）Cr与W或Mo结合，

47、能使淬火钢中残余奥氏体增加，而有助于获得需要粉碎程度的碳化物相。5）Cr能大大提高结构钢的强度和塑性，这种影响在Cr与Ni结合的钢中尤其显著。如12CrNi3N等。6）Cr12%时，有好的耐蚀性，再加89%的Ni，耐蚀性更会大大提高。Cr提高耐蚀能力的作用随含碳量增加而会有所降低，因为Cr与C结合后不起作用。7) Cr2530%时,有好抗氧化性。如Cr=2728%即可作1300的热电偶温度计的防护罩，当Cr与Si、Al结合时，甚至Cr相当少而抗氧化性也很高。如Cr 610%+Si 23%就有高的耐热性和抗氧性。8）Cr、Al结合（1Cr17AL5、Cr13AL4等）及Cr、Ni结合（如Cr15

48、Ni60、Cr20Ni80等）均有很高的电阻。9）Cr能提高钢的矫顽力和阻止钢的组织时效，所以Cr钢用于制造永久磁铁。10）Cr价较低。11）因为Cr可形成稳定的碳化物，减缓碳的扩散和生成紧固的氧化皮膜，所以可降低脱碳作用。12）含Cr2.5%的多元素合金钢。（18Cr3MoWVA、20Cr3MoWVA等）是良好的抗氢蚀钢。含Cr0.08% 这是石墨钢的要求，所以Cr是阻止石墨化的一种元素。含Cr1.2%低合金高强度钢（一般Mn钢和SiMn钢）含Cr=0.51.65% 作轴承钢（C1%）其合金含量低，价廉，而又具有高强度、高耐磨性、良好的耐疲劳性和淬透性，且热处理也简便。含Cr=310%的钢C

49、r对钢强度和韧性的影响是Cr2%时逐渐增强到2%时，强化作用最为显著。但超过此限则会损害其热强性。310%时最为明显，当含Cr12%时，则强度又复升高。但是当含Cr量增至3%时，由于其马氏体回火稳定性显著增高。所以有较高的硬度和耐磨性而用于模具。当含Cr量增至3%时，其与含C1%的磁性配合也最好。所以又用作磁钢。含Cr4%而与18%W及1%V结合可得到很好的红硬性（620 HRC=60），所以广泛用于高速工具钢中，含Cr5%的钢（含C1%）即可空气中淬火。含Cr56%及含Cr610%且含Si23%的矽铬钢，尽管强度不是很高，但亦具有足够的耐热性和抗氧化性而用于气阀中及石油、化学工业（氨合成设备

50、等）。含Cr=1214%的钢是最典型的不锈钢（1Cr134Cr13）它们都有较高的抗蚀力，强度也不错，面Cr12、Cr12Mo等则是典型的具有高淬透性和高耐磨性的模具钢。（此类多属马氏体钢）含Cr=1618%的钢有的只具单相（铁素体），有的双相（M体铁素体），此类具单相的Cr钢耐蚀力比含Cr=1214%的钢还高。如Cr17、9Cr18等，如再加89%的Ni其耐蚀力又将大大增高。如1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti等都是典型的不锈钢、耐酸性较好，CrNi钢的缺点是有晶间腐蚀，加Ti、Nb可改善。含Cr=2332%的钢具有很好的抗蚀稳定性，极高的抗氧化性，甚至在普通温度下能抵抗浓硝酸、浓磷酸、

51、浓硫酸的浸蚀。含Cr 2728%的钢可作1300的热电偶温度计的防护罩。这类钢是纯铁素体钢，所以不能通过热处理改变其组织及性能。且再结晶温度较低，粗晶作用较强，有高的脆性，所以不能作受振及打击零件。加入Mo、W、V可适当改变性能。减少Cr含量，加Si量可提高其热强度如Cr9Si2、Cr10Si2Mo等。加Ni也成，如Cr20Ni14Si、Cr25Ni20、Cr18Ni25Si、Cr14Mn14W、Cr18Ni6Mn5等等。Cr不同于Mn、Ni，它是缩小区的合金元素。（它同-Fe都具有体心立方晶格,且自熔点1849至绝对0K,纯铬均为这一晶格不变）,所以随含Cr量增加Ac3虽也从910开始降低,

52、但其速很慢,而Ac4却从1400迅速降低,至含铬达8%时Ac3为850已为最低。含Cr再增加，Ac3即迅速上升。当含Cr量达13%时，Ac3与Ac4会合为一点，区被封闭，所以含Cr13%时变为纯铁素体相，不再发生转变，用热处理也不能再改变其晶粒尺寸。即为铁素体钢。当Cr量继续增加，约在2560%特别是4548%区域，当温度低于950时（多在820）慢冷，将会析出一种无磁性脆性组分相。这些在进行二次加热后将会游离析出，致使得在固溶体中产生巨大体积改变造成颇大应力，故极脆。但在950以下急冷时，相可由于固溶体内不析出，影响则较小。相问题：有人指出，当Cr和C含量搭配时，特别在含左右时，将极易生成游

53、离态的铁素体即相，它将使钢的工艺性能和耐热性降低，所以要很好注意在含Cr=0.11%时，含Cr=10.9%可使相量减至最少。Cr对抗腐性的改善上很有利的，但对抗蠕变的影响则较复杂。因为作耐热钢应注意，当含Cr=1%抗蠕变强度最高。含Cr则出现，CrC3三方晶格，至Cr=7%抗蠕强降至最低点，当含Cr增至12%时，Cr23C6将取代Cr7C3，抗蠕强（耐热性）可有少许提高，添加V、Nb、Ti可得极细弥散相，对抗蠕强（耐热性）改善极为有利。顶端 Posted: 2009-06-01 15:12 | 42 楼 jhhh2000 级别: 工程师精华: 0 发帖: 806威望: 3 点金钱: 110 机

54、械币贡献值: 0 点注册时间:2009-02-02最后登录:2011-04-01 小 中 大 引用 推荐 编辑 只看 复制 6、W（1）W的良好作用是：1）细化晶粒，（其作用比Cr还强，所以可降低钢的过热倾向性，提高强度、韧性和热稳定性。2）提高M体稳定性，大大提高淬透性，18CrNiWN任何冷却速度都能完全淬透，得M体，用W18%与Cr4%配合，M体稳定性可达600，保持红硬性。3）阻止回火脆性发展，所以可提高强度同时不降低塑性，提高韧性。4）提高淬火钢的矫顽磁力，阻止钢的组织时效。5）其碳化物极其稳定，高温也难溶进固溶体，所以可作高速工具钢。6）W钢一般硬度、耐磨性较好，热处理变形小，不易淬裂，回火稳定性也较好。7）W因能提高A体的稳定性，而用于阀门钢中，缩小区，同Cr。8）可提高珠光体耐热钢的热强性，提高再结晶温度。9）在高合金Cr、Ni钢中加入24%W便可提高钢的屈服点，疲劳强度和热稳定性，并因为形成碳化物而减小