合金元素在结构钢中的作用

1、职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库教学资源库主讲教师：贾 金 龙合金元素在结构钢中的作用 兰 州 工 业 学 院金属材料检测技术课程职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库 由于碳钢在强度、韧性、塑性等各方面都无法满足工业、科技发展所提出的各种要求，通常在碳钢中加入某些合金元素，以提高材料的强度、韧性，并改善热处理工艺性能。金属材料检测技术职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库 锰能强烈提高钢的淬透性。锰对铁素体和奥氏体均能起较大的固溶强化作用，为弱碳化物形成元素，进入渗碳体替代部分铁原子，形成合金渗碳体。在正火(或热锻、轧)态，锰能增加珠光体量，与含碳量相同的碳钢相比，使钢具备高的强

2、度和硬度。金属材料检测技术1. 锰 职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库 锰对钢的不利影响：含锰量较高时，钢有明显的回火脆性，尤其是第一类回火脆性严重；锰促使奥氏体晶粒长大，使钢对过热较敏感。往往锰钢中夹杂物较多，但可从冶炼工艺上得到解决。金属材料检测技术职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库 硅对铁素体有较大的固溶强化作用常用于脱氧剂。能提高钢的电阻率，降低磁滞耗损，对磁导率也有改善，为硅钢片的主要合金化元素。硅对回火转变有阻碍作用，尤其在低温阶段抗回火的作用比较强烈。因此，硅对正火、调质状态的钢都能有效地提高强度。硅对提高钢的屈强比的作用在合金元素中占第一位。硅和锰配合使用，有助于克

3、服锰钢的过热敏感性。金属材料检测技术2. 硅 职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库 硅的加入，使钢在正火(或热轧)态下，珠光体量增加，也能细化珠光体组织。硅对钢的不利影响：硅促进钢的表面脱碳；对中、高碳钢的回火时易产生石墨化；含硅量较高时，对钢的焊接性不利。金属材料检测技术职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库 钢中加入微量的硼，能提高其淬透性。硼对低碳钢淬透性的作用显著，但随着含碳量增加，硼的作用逐渐减弱，当含碳量的质量分数达0.9%时，硼已不能提高淬透性。 微量的硼能促使钢的正火(或热轧)态组织由珠光体向贝氏体方向变迁。金属材料检测技术3. 硼 职业教育材料成型与控制技术专业教学资源

4、库 硼对钢的副作用有：硼略有促进奥氏体晶粒长大的作用；硼略有加剧第二类回火脆性的作用；含硼量的质量分数大于0.004%时，会强烈降低钢的韧性。金属材料检测技术职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库 铬能强烈提高钢的淬透性，其作用的强弱约与锰相当。与其他元素相比，铬对抑制贝氏体转变作用最强烈。铬虽然可部分地溶于铁素体，但它对铁素体的强化作用很弱。对正火(或热轧)态而言，铬能增加珠光体量，并能细化珠光体组织。金属材料检测技术4. 铬 职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库 铬对钢的不利影响是促进回火脆性。金属材料检测技术职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库 钒、钛和钨在合金结构钢中都作为辅

5、助元素加入。钒、钛和钨都是强烈形成碳化物的元素,它们在钢中形成稳定的特殊碳化物，有强烈细化晶粒的作用。锰钢中加入钒、钛能有效地克服猛钢容易过热的缺点。硅钢和铬钢中加入钨，能有效地消除回火脆性，使钢具有好的韧性。金属材料检测技术5. 钒、钛和钨 职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库 钼在合金结构钢中一般是辅助元素。钼是较强的碳化物形成元素，主要用在硅钢和铬钢中，能有效地消除回火脆性，使之具有好的冲击韧性 钼能强烈提高钢的淬透性。钼对正火（或热轧)态钢而言，能使组织从珠光体形态向贝氏体形态转变。有些含钼的钢在正火态即可获得贝氏体组织。金属材料检测技术6. 钼 职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库 镍在结构钢中是辅助元素，主要作用是提高钢的淬透性、