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常见金属元素对材料力学性能的影响（二） 6. 锰在低合金钢中的作用 （1）锰与铁形成固溶体．可提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度。在碳锰钢中常利用锰 来提高钢的强度，但它使材料的延展性有所降低，而且增加了应力腐蚀开裂的敏感性。在一般 碳锰钢和低合金钢中，其含量在 1%~2%。 （2）锰是良好的脱敏剂和脱硫剂。锰与硫形成 MnS，可防止因硫而导致的热脆现象，从而 改善钢的热加工性能。因此，在工业用钢中一般都含有一定数量的锰。 （3）锰在钢中由于能降低临界转变温度．故碳锰钢的低温冲击韧性比碳素钢好。 （4 ）锰能强烈增加碳锰钢的淬透性。含锰量较高时，有使钢晶粒粗化并增加钢的回火脆性 的不利倾向。 （5）锰对钢的焊接性有着不利的影响。为改善钢的焊接性，应在许可的范围内，适当降低钢 的含碳量。焊接时也需采用优质低氢焊条和相应的焊接工艺。 7.铬在低合金钢中的作用 （1）随含铬量的增加．使铬钼钢和铬钼钒钢有良好的抗高温性和耐氧化介质腐蚀作用，并 增加钢的热强性。但含铬量太高时或者处理不当．易发生δ相和 475℃回火脆化。 （2）铬增加钢的淬透性并有二次硬化作用。 （3）铬是显著提高钢的脆性转变温度的元素，随着含铬量的增加，钢的脆性转变温度也逐 步提高，冲击值随含铬量增加而下降。 （4 ）在含钼的锅炉钢中，加入少量的铬，能肪止钢在长期使用过程中的石墨化。 （5）在单一的铬钢中，材料的焊接性能随含铬量的增加而恶化。 8 ．铝在低合金钢中的作用 （1）铝与氮及氧的亲和力很强，因此它也作为炼钢时的脱氧定氮剂，井起到细化晶粒、阻抑 碳钢的时效、提高钢在低温下韧性的作用。 （2）铝作为合金元素加入钢中时能提高钢的抗氧化性，改善钢的电磁性能．提高渗氮钢的 耐磨性和疲劳强度等。因此，铝在不起皮钢、电热合金、磁钢和渗氮钢中，得到了广泛的应用。 （3）铝在铁索体及珠光体钢中，当其含量较高时，材料的高温强度和韧性较低。 （4 ）当含铝量达到一定量时，可使钢产生钝化现象，使钢在氧化性酸中具有耐蚀性，但使钢 的焊接性变坏。 （5）铝还能提高钢对硫化氢的耐蚀作用。含铝量在 4 ％左右的钢，在温度不超过 600℃时有 较好的抗硫化氢腐蚀作用。 （6）在钢铁材料表面镀铝和渗铝，可以提高其抗氧化性和在工业和海洋性气氛中的耐蚀性。 （7）含铝的钢渗氮后，在钢的表面形成一层牢固的薄而硬的弥散分布的氮化铝层，从而提 高其硬度和疲劳强度，并改善其耐磨性。 （8）铝是高锰低温钢的主要合金元素。一定量的铝，有提高铁锰奥氏体的稳定度、抑制β— Mn 相变的作用，从而使铝在低温钢中得到了应用。 9.钼在低合金钢的作用 （1）钼属于强碳化物形成元素，当其含量较低时，与铁及碳形成复杂的渗碳体；当其含量较 高时．则形成特殊碳化物。在较高回火温度下，由于钼的弥散分布，可使材料出现二次硬化。 （2）钼对铁素体有固溶强化作用，同时也提高碳化物的稳定性，因此对钢的强度产生有利。 钼是提高钢热强性最有效的合金元素。钼同样也能提高马氏体钢和奥氏体钢的热强性。 （3）钼在钢中，由于形成特殊碳化物，可以改善在高温高压下抗氢侵蚀的作用。 （4 ）钼常与其它元素如锰、铬配合使用，可显著提高钢的淬透性；含钼量约 0.5%时，能抑 制或降低其他合金元素导致的回火脆性。 （5）钼在不锈耐热钢中，也能使钢表面钝化，但作用不如铬显著。钼与铬相反，它既能在还 原性酸(HCl、H2SO4、H2SO3)中又能在强氧化性盐溶液(特别是含有氯离子时)中使钢材表面 钝化。因此，钼可以普遍提高钢的耐蚀性能． （6）钼加入奥氏体耐酸钢中，能显著地提高材料对醋酸、环烷酸的耐蚀性，在含有氯化物的 溶液中，常会引起奥氏体耐酸钢的点腐蚀和晶间腐蚀。材料中加入钼后，这种倾向在很大程度 上会被减缓或抑制。 10.镍在高合金钢中的作用 （1）镍是扩大γ相区，形成无限固溶体的元素，它是奥氏体不锈钢中的主要元素。 （2）镍能细化铁素体晶粒，改善钢的低温性能。含镍量超过一定值的碳钢，其低温脆化转变 温度显著降低，而低温冲击韧性显著提高，因此镍钢常用于低温材料。一般情况下，含镍量达 到 3.5%的镍钢可以在-100℃低温下使用，含镍量达到 9%的镍钢可在-196℃超低温下使用。 （3）含镍的低合金钢还有较高的抗腐蚀疲劳的性能。镍钢不宜在含硫或一氧化碳的气氛中 加热，因为镍易与硫化合，在晶界上形成低熔点的 NiS 网状组织而产生热脆。在高温时镍将与 —氧化碳