合金元素对钢的性能影响download.docVIP

表1 主要合金元素对钢的性能影响 ?元素 ?名称 强 度 弹 性 冲击? 韧度 屈 服? 点 硬 度 伸 长 蛊 断面 收缩 率 低温 韧性 高温 强度 耐 磨 性 被切 削性 锻 压 性 渗碳 性能 渗氮? 性能 抗氧? 化性 耐? 蚀? 性 冷却 速度 Mr① + + 0 + + O O + O -- - + O O O · - Mn② + · · - --- +++ O + ? · --- --- · · -- · -- Cr ++ + - ++ ++ - - · + + · - ++ ++ --- +++ --- Ni① + · O + + O O ++ + -- - - · · - · -- Ni② + · +++ - -- +++ ++ ++ +++ · --- --- · · -- ++ -- Si + +++ - ++ + - · · ? + - - - - - + - Cu + · 0 ++ + 0 O · + · 0 --- · · O + · M0 + · - + + - - · ++ ++ - - +++ ++ ++ · -- C0 + · - + + - - · ++ +++ O - · · - · ++ V + + - + + O O + ++ ++ · - ++++ + - + -- W + · O + + - - ? +++ +++ -- -- ++ + -- · -- Al + · - + + · - + · · · -- · +++ -- · · Ti + ? - ? ? ? ? + + ? + - + + + + ? S · · - · · - - · · · +++ --- · · · - · P + · --- + + - - · · · ++ - · · · · · 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。 ①表示在珠光体钢中；②表示在奥氏体钢中。 表2 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，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 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2％～3％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，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 S 改善切削性。产生热脆现象，恶化钢的质量