18种元素在钢中的作用.pdf

1、Alwww.3dp o rta 9X1 z5]7`/ W7 l# P（1）Al 当钢中其含量小于3～5% 时，是一有益的元素其作用是：高的抗氧化性和电阻三维网 技术 论坛 0 z 2 x $ @ * W P: S* q) }一般合金钢中含Al 量：合金结构钢：Al=0.4 ～1.1% (38CrAlA 、38CrMoAlA 、38CrWVAlA等)三 维,c ad, 机械 ,耐热不起皮钢： Al=1.1 ～4.5% (Cr13SiAl 、Cr24Al2Si 、Cr17Al4Si 等) 电热合金： Al=3.5 ～6.5% (Cr13Al4 、1Cr17Al5、Cr8Al5、0Cr17Al5等) 甚至 Al=8% Cr7Al7：考虑电热合金受荷不大，虽有脆性，仍可使用三维网2、Si（1）一般合金钢中的Si 含量不会高于 3.5%，更多时（ 4.8 ～6.5%）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①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α -Fe、γ -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耐热性能，而被加入耐热钢②有利于提高钢的弹性极限，在中碳钢中加入1～2% 的 Si ，调质中 σ b将增 15～20% ，而 Aku 也提高了，还提高了σ s 和 δ www .3 dpo rta l .c n1 k. T( ^. }. s/ a* y“ @③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www.3dp ortal .④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%www. 3dp ort al.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%⑥硅可显著地减慢回火马氏体在低温（200℃）时的分解速度在较高温度即 400～500℃则作用并不显著） Si 是铁素体形成元素，多加Si 会使 A-α转化三维 | cad | 机 械 | 汽 车| 技术 |ca t ia | pr o/e | ug| in v en t or | sol i de dge | so lid w or ks| cax a - j ; m . u+ u) F“ ?, n9 M 4 T% _, g（2）Si 的不良影响①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。

3 B$e,d+ B0 i-| i - X. _# N②促进回火脆性的发展，使塑性降低三维 |ca d| 机械 | 汽 车| 技术|c atia|p ro/ e|ug |inve nto r|s olidedge|s o lidwo rks | ca x a6 @; j%z- }! Y!}/_Si 对冲击韧性和韧性的温度储量的影响不是等值的当 Si=1～1.5%时作用尚良好Si=2.5 ～3% 时则影响不良，含 Si=2～2.5%，则难以锻造www. 3 dp ortal.c n)[9} l（3）一般合金钢中Si 含量：一般碳钢： Si＜0.5% 合金结构钢： Si =0.9 ～1.6% (27SiMn、40CrSi、20CrMnSi、35CrMnSiA等)三弹簧钢：Si =1.5 ～2% (55Si2Mn、60Cr2Mn等) 轴承钢：Si =0.4 ～0.7% (GCr9SiMn、GCr15SiMn 、GCr6SiMn等) 工具钢：Si =0.65 ～1.8% (SiMn、9SiCr 、5SiMnMoV 、6SiMoV等)三 维 网技术 论 坛 . [ * x 0 v . U3 v 7耐热钢：Si =1 ～4.3% (Cr17Al4Si、 Cr20Si3 、4Cr9Si2 、 4Cr3Si4等)三维 网技术 论 坛, N 5 ] 5 F4 A/ [ * A电机硅钢片： Si =0.8 ～1.8% 、1.8 ～2.8%、2.8 ～3.8%、3.8 ～4.8%为低、中、较高、高级硅钢片三维网 技术论 坛$ `( P2 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），17～19% （护环钢）三维网 技术 论 坛- a' L7 ] 7 y5 U 0 Q① 作为炼钢的脱氧剂用，因为一般钢中均含Mn ，其量 ≤ 0.7%三 维网 技 术论坛: j!~)l* A;])Q5m1 Q)_. F$G② Mn 和 S作用抵消 S对铁的红脆影响③ 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 ↑ ，而韧性 ↑ 三维 |cad| 机 械 | 汽 车 | 技 术|c atia |pro/ e|u g|inventor|s olidedge| sol i dw o rks|c axa 5 g 5 _/ I# u : }4 x $ t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γ 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25～30℃，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℃三维 网 技术 论 坛( U 7 p5 N ! t ' O ! r w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）三维 网 技术论坛 % K 7 z 3 k % ^ “ B 6 Q! R渗碳钢：Mn的存在能促进渗碳作用， 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） ④ Mn 可改善钢的焊接性和低温性能，还可减慢钢的脱碳作用⑤ Mn 量中还可适当改善钢的切削性能三 维网技 术论 坛D$ H（1）钼的良好作用是：www.3dp orta l. cn$q7m6s/ W) j3 ^$1）细化晶粒的作用比W更强，所以可降低钢的过热倾向性，提高强度、硬度、热稳定性。

2）Mo在钢中会使锻件σ b、σ s、HB ↑ ，而使 δ 、ψ 、α k↓ 提高 M体回火稳定性，与Cr、Ni 结合可大大提高淬透性，可细化晶粒，提高韧性，使锻造加工容易Ww3）降低回火脆性，对某些结构钢可消灭回火脆性（如24CrMoV5 ） ，所以可提高强度而塑性并不降低，钼可提高钢的冲击韧性①又一说是合金元素（包括Mo在内）均只有抑制回火脆性的作用而不能达到消除回火脆性 Mo的影响是：含量达0.2%即有良好作用所以普通合金结构钢含 Mo0.25～0.4%对放臵回火脆性温度范围550～600℃长期工作的钢才规定含 Mo 为 0.5 ～0.6%，当含 Mo量超过一定值时（对低碳钢此限为1.0%） ，则反而会使高温回火水冷钢变脆Mo钢长时间回火易变脆②当含 P和 Mo较高时，即使有 Mo或 W等也仍不能避免回火脆性产生③附带说说降低回火脆性的方法（见上段）4）提高钢的的矫顽力，改善磁性三维 ,ca d, 机械 , 技 术 , 汽 车,c atia,pro/ e,u g,inve nto r,s olidedge, sol i dw orks,c axa , 时 空, 镇江 4 J 7 P1 y! V# Q: O5）其碳化物也很稳定，它并阻止其它碳化物析出。

高温也很难向固溶体转移三维 ,cad , 机械 , 技 术, 汽车 ,c atia,p r o/ e,u g,inven to r,s olided g e, s ol i dw ork s ,c axa , 时 空 , 镇江+ P4 m - q a - `6）钼可代钨（因为原子量成半关系，所以可用1%Mo 代替 2%W ） 7）同样 Mo亦可提高奥氏体稳定性而用于阀门钢三 维| cad| 机 械 | 汽 车| 技 术 |ca t ia | pr o/e | ug | in vent or | sol id edge|s olidwo rks | ca xa9C0 j;l* o6 J% @% T8）可提高 Cr、Ni 不锈钢的抗晶间腐蚀能力9） 在某些还原性介质中易使耐酸不锈钢钝化，从而提高耐腐蚀能力如亚硫酸、沸磷酸及醋酸、草酸、蚁酸等）三维 网 技术论坛 . v , ]E-K0 k1E10） 可提高珠光体耐热钢的热强性，并可单一加进耐热钢， 其量约 0.5 ～1% （并独作合金元素时会使钢有石墨化倾向）2）钼的不良影响：三维 ,ca d, 机械 ,1）有挥发性，在加热时，会生成褐色烟气（氧化钼）发生蒸发。

三2）促进脱碳，所以为防止脱碳其淬火温度应较一般降低 10～20℃，阻碍石墨化三维 ,c a d, 机械3）Mo是铁素体形成元素，所以为了得到奥氏体，应相应多加Ni、Mn等奥氏体形成元素否则当Mo含量较多时就易出现铁素体δ 相或其它脆性相而使韧性降低4）Mo降低钢导热率的作用同 W ，但 Mo可防止过热www . 3d por t al .cn ; b 9 |4 `, e 4 C % }5）Mo钢比碳钢变形抗力高www. 3d p or t al . cn : p 5 i. T # e : G 2 Q（3）一般合金钢中的钼含量：三维,cad, 机械, 技 术,合金结构钢和工具钢： Mo=0.15～0.30% （例 5CrNiMo、 35CrMo 、 40CrMnMo 、38CrMoAlA等）www. 3dpor t al . cn + G6 M ) E];K'V/[不锈耐酸钢：Mo =1～2.6% （如 Cr17Mo2Ti、 Cr25MoTi、 Cr18Ni18Mo2Cu2Ti等）三维 网 技术 论 坛# x; y8 H - F ' ] ' S2 B耐热不起皮钢：Mo =0.4 ～ 1% （ 16Mo 、 20CrMo 、Cr5Mo 、25Cr2Mo1VA 、15Cr11MoV 等）4 n2 D航空用高温合金：Mo =0.35 ～ 7% （如901 合金=Cr12Ni43Mo6Ti3BMo2Ti）8、V（1）钒的良好作用是：三维 网 技术 论坛 0 J 9 X # e2 b : u 6 P # h* V 5 # l1）细化晶粒作用强，可提高钢的强度和韧性，减小过热敏感性，提高热稳定性。

f0I6G5 R/h!n2）提高 M体的回火稳定性它对淬火钢硬度的影响，与温度有关：在正常淬火温度下（稍高于AC3点时） 因为 V与 C化合成 VC而降低了固溶体的合金度， 所以硬度降低， 当淬火温度提高至超过AC3点很多时（且有较长保温时间），则 VC都转进固溶体，所以硬度可提高一般地说V对淬透性有不利的影响，但韧性较好，加了V不易淬裂中碳钢加V强度↑ ，韧性不变低三维 网技术 论坛* J ) k, Q - ~0 r7 _! b9 V3）V 与。