合金元素在結(jié)構(gòu)鋼中的作用

1、職業(yè)教育材料成型與控制技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫教學(xué)資源庫主講教師：賈 金 龍合金元素在結(jié)構(gòu)鋼中的作用 蘭 州 工 業(yè) 學(xué) 院金屬材料檢測技術(shù)課程職業(yè)教育材料成型與控制技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫 由于碳鋼在強(qiáng)度、韌性、塑性等各方面都無法滿足工業(yè)、科技發(fā)展所提出的各種要求，通常在碳鋼中加入某些合金元素，以提高材料的強(qiáng)度、韌性，并改善熱處理工藝性能。金屬材料檢測技術(shù)職業(yè)教育材料成型與控制技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫 錳能強(qiáng)烈提高鋼的淬透性。錳對(duì)鐵素體和奧氏體均能起較大的固溶強(qiáng)化作用，為弱碳化物形成元素，進(jìn)入滲碳體替代部分鐵原子，形成合金滲碳體。在正火(或熱鍛、軋)態(tài)，錳能增加珠光體量，與含碳量相同的碳鋼相比，使鋼具備高的強(qiáng)

2、度和硬度。金屬材料檢測技術(shù)1. 錳 職業(yè)教育材料成型與控制技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫 錳對(duì)鋼的不利影響：含錳量較高時(shí)，鋼有明顯的回火脆性，尤其是第一類回火脆性嚴(yán)重；錳促使奧氏體晶粒長大，使鋼對(duì)過熱較敏感。往往錳鋼中夾雜物較多，但可從冶煉工藝上得到解決。金屬材料檢測技術(shù)職業(yè)教育材料成型與控制技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫 硅對(duì)鐵素體有較大的固溶強(qiáng)化作用常用于脫氧劑。能提高鋼的電阻率，降低磁滯耗損，對(duì)磁導(dǎo)率也有改善，為硅鋼片的主要合金化元素。硅對(duì)回火轉(zhuǎn)變有阻礙作用，尤其在低溫階段抗回火的作用比較強(qiáng)烈。因此，硅對(duì)正火、調(diào)質(zhì)狀態(tài)的鋼都能有效地提高強(qiáng)度。硅對(duì)提高鋼的屈強(qiáng)比的作用在合金元素中占第一位。硅和錳配合使用，有助于克

3、服錳鋼的過熱敏感性。金屬材料檢測技術(shù)2. 硅 職業(yè)教育材料成型與控制技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫 硅的加入，使鋼在正火(或熱軋)態(tài)下，珠光體量增加，也能細(xì)化珠光體組織。硅對(duì)鋼的不利影響：硅促進(jìn)鋼的表面脫碳；對(duì)中、高碳鋼的回火時(shí)易產(chǎn)生石墨化；含硅量較高時(shí)，對(duì)鋼的焊接性不利。金屬材料檢測技術(shù)職業(yè)教育材料成型與控制技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫 鋼中加入微量的硼，能提高其淬透性。硼對(duì)低碳鋼淬透性的作用顯著，但隨著含碳量增加，硼的作用逐漸減弱，當(dāng)含碳量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)0.9%時(shí)，硼已不能提高淬透性。 微量的硼能促使鋼的正火(或熱軋)態(tài)組織由珠光體向貝氏體方向變遷。金屬材料檢測技術(shù)3. 硼 職業(yè)教育材料成型與控制技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源

4、庫 硼對(duì)鋼的副作用有：硼略有促進(jìn)奧氏體晶粒長大的作用；硼略有加劇第二類回火脆性的作用；含硼量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.004%時(shí)，會(huì)強(qiáng)烈降低鋼的韌性。金屬材料檢測技術(shù)職業(yè)教育材料成型與控制技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫 鉻能強(qiáng)烈提高鋼的淬透性，其作用的強(qiáng)弱約與錳相當(dāng)。與其他元素相比，鉻對(duì)抑制貝氏體轉(zhuǎn)變作用最強(qiáng)烈。鉻雖然可部分地溶于鐵素體，但它對(duì)鐵素體的強(qiáng)化作用很弱。對(duì)正火(或熱軋)態(tài)而言，鉻能增加珠光體量，并能細(xì)化珠光體組織。金屬材料檢測技術(shù)4. 鉻 職業(yè)教育材料成型與控制技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫 鉻對(duì)鋼的不利影響是促進(jìn)回火脆性。金屬材料檢測技術(shù)職業(yè)教育材料成型與控制技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫 釩、鈦和鎢在合金結(jié)構(gòu)鋼中都作為輔

5、助元素加入。釩、鈦和鎢都是強(qiáng)烈形成碳化物的元素,它們?cè)阡撝行纬煞€(wěn)定的特殊碳化物，有強(qiáng)烈細(xì)化晶粒的作用。錳鋼中加入釩、鈦能有效地克服猛鋼容易過熱的缺點(diǎn)。硅鋼和鉻鋼中加入鎢，能有效地消除回火脆性，使鋼具有好的韌性。金屬材料檢測技術(shù)5. 釩、鈦和鎢 職業(yè)教育材料成型與控制技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫 鉬在合金結(jié)構(gòu)鋼中一般是輔助元素。鉬是較強(qiáng)的碳化物形成元素，主要用在硅鋼和鉻鋼中，能有效地消除回火脆性，使之具有好的沖擊韌性 鉬能強(qiáng)烈提高鋼的淬透性。鉬對(duì)正火（或熱軋)態(tài)鋼而言，能使組織從珠光體形態(tài)向貝氏體形態(tài)轉(zhuǎn)變。有些含鉬的鋼在正火態(tài)即可獲得貝氏體組織。金屬材料檢測技術(shù)6. 鉬 職業(yè)教育材料成型與控制技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫 鎳在結(jié)構(gòu)鋼中是輔助元素，主要作用是提高鋼的淬透性、