各種化學成分在鋼裡分別有什麼用

2022-04-30 12:12:03 字數 5012 閱讀 7608

1、碳(c):鋼中含碳量增加,屈服點和抗拉強度公升高,但塑性和衝擊性降低,當碳量0.23%超過時,鋼的焊接效能變壞,因此用於焊接的低合金結構鋼,含碳量一般不超過0.

20%。碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力,在露天料場的高碳鋼就易鏽蝕;此外,碳能增加鋼的冷脆性和時效敏感性。

2、矽(si):在煉鋼過程中加矽作為還原劑和脫氧劑,所以鎮靜鋼含有0.15-0.

30%的矽。如果鋼中含矽量超過0.50-0.

60%,矽就算合金元素。矽能顯著提高鋼的彈性極限,屈服點和抗拉強度,故廣泛用於作彈簧鋼。在調質結構鋼中加入1.

0-1.2%的矽,強度可提高15-20%。矽和鉬、鎢、鉻等結合,有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用,可製造耐熱鋼。

含矽1-4%的低碳鋼,具有極高的導磁率,用於電器工業做矽鋼片。矽量增加,會降低鋼的焊接效能。

3、錳(mn):在煉鋼過程中,錳是良好的脫氧劑和脫硫劑,一般鋼中含錳0.30-0.

50%。在碳素鋼中加入0.70%以上時就算「錳鋼」,較一般鋼量的鋼不但有足夠的韌性,且有較高的強度和硬度,提高鋼的淬性,改善鋼的熱加工效能,如16mn鋼比a3屈服點高40%。

含錳11-14%的鋼有極高的耐磨性,用於挖土機鏟斗,球磨機襯板等。錳量增高,減弱鋼的抗腐蝕能力,降低焊接效能。

4、磷(p):在一般情況下,磷是鋼中有害元素,增加鋼的冷脆性,使焊接效能變壞,降低塑性,使冷彎效能變壞。因此通常要求鋼中含磷量小於0.045%,優質鋼要求更低些。

5、硫(s):硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產生熱脆性,降低鋼的延展性和韌性,在鍛造和軋制時造成裂紋。

硫對焊接效能也不利,降低耐腐蝕性。所以通常要求硫含量小於0.055%,優質鋼要求小於0.

040%。在鋼中加入0.08-0.

20%的硫,可以改善切削加工性,通常稱易切削鋼。

6、鉻(cr):在結構鋼和工具鋼中,鉻能顯著提高強度、硬度和耐磨性,但同時降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性,因而是不鏽鋼,耐熱鋼的重要合金元素。

7、鎳(ni):鎳能提高鋼的強度,而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸鹼有較高的耐腐蝕能力,在高溫下有防鏽和耐熱能力。但由於鎳是較稀缺的資源,故應盡量採用其他合金元素代用鎳鉻鋼。

8、 鉬(mo):鉬能使鋼的晶粒細化,提高淬透性和熱強效能,在高溫時保持足夠的強度和抗蠕變能力(長期在高溫下受到應力,發生變形,稱蠕變)。結構鋼中加入鉬,能提高機械效能。

還可以抑制合金鋼由於火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性。

9、鈦(ti):鈦是鋼中強脫氧劑。它能使鋼的內部組織緻密,細化晶粒力;降低時效敏感

性和冷脆性。改善焊接效能。在鉻18鎳9奧氏體不鏽鋼中加入適當的鈦,可避免晶間腐蝕。

10、釩(v):釩是鋼的優良脫氧劑。鋼中加0.5%的釩可細化組織晶粒,提高強度和韌性。釩與碳形成的碳化物,在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。

11、鎢(w):鎢熔點高,比重大,是貴生的合金元素。鎢與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性。在工具鋼加鎢,可顯著提高紅硬性和熱強性,作切削工具及鍛模具用。

12、鈮(nb):鈮能細化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性,提高強度,但塑性和韌性有所下降。在普通低合金鋼中加鈮,可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力。

鈮可改善焊接效能。在奧氏體不鏽鋼中加鈮,可防止晶間腐蝕現象。

13、鈷(co):鈷是稀有的貴重金屬,多用於特殊鋼和合金中,如熱強鋼和磁性材料。

14、銅(cu):武鋼用大冶礦石所煉的鋼,往往含有銅。銅能提高強度和韌性,特別是大氣腐蝕性能。

缺點是在熱加工時容易產生熱脆,銅含量超過0.5%塑性顯著降低。當銅含量小於0.

50%對焊接性無影響。

15、鋁(al):鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁,可細化晶粒,提高衝擊韌性,如作深衝薄板的08al鋼。

鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕效能,鋁與鉻、矽合用,可顯著提高鋼的高溫不起皮效能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點是影響鋼的熱加工效能、焊接效能和切削加工效能。

16、硼(b):鋼中加入微量的硼就可改善鋼的緻密性和熱軋效能,提高強度。

17、氮(n):氮能提高鋼的強度,低溫韌性和焊接性,增加時效敏感性。

18、稀土(xt):稀土元素是指元素週期表中原子序數為57-71的15個鑭系元素。這些元素都是金屬,但他們的氧化物很象「土」,所以習慣上稱稀土。

鋼中加入稀土,可以改變鋼中夾雜物的組成、形態、分布和性質,從而改善了鋼的各種效能,如韌性、焊接性,冷加工效能。在犁鏵鋼中加入稀土,可提高耐磨性。

1、碳(c):碳影響屈服點和抗拉強度

2、矽(si):影響抗腐蝕性和抗氧化

3、錳(mn):影響鋼的淬性,改善鋼的熱加工效能,如16mn鋼比a3屈服點高40%。含錳11-14%的鋼有極高的耐磨性,用於挖土機鏟斗,球磨機襯板等。

錳量增高,減弱鋼的抗腐蝕能力,降低焊接效能。

4、磷(p):使焊接效能變壞,降低塑性,使冷彎效能變壞。

5、硫(s):使鋼產生熱脆性,降低鋼的延展性和韌性。

6、鉻(cr):鉻能顯著提高強度、硬度和耐磨性,但同時降低塑性和韌性。

7、鎳(ni):鎳能提高鋼的強度,而又保持良好的塑性和韌性。

8、鉬(mo):鉬能使鋼的晶粒細化,提高淬

透性和熱強效能。

9、鈦(ti):鈦是鋼中強脫氧劑。它能使鋼的內部組織緻密,細化晶粒力。

10、釩(v):釩是鋼的優良脫氧劑。

11、鎢(w):可顯著提高紅硬性和熱強性,作切削工具及鍛模具用。

12、鈮(nb):鈮能細化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性,提高強度

13、銅(cu):銅能提高強度和韌性。

14、鋁(al):提高衝擊韌性,鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕效能,鋁與鉻、矽合用,可顯著提高鋼的高溫不起皮效能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點是影響鋼的熱加工效能、焊接效能和切削加工效能。

15、硼(b):鋼中加入微量的硼就可改善鋼的緻密性和熱軋效能,提高強度。

16、氮(n):氮能提高鋼的強度,低溫韌性和焊接性,增加時效敏感性。

硫元素:影響的是鋼材的熔點。讓鋼材產生裂紋,簡稱」熱脆「。

磷元素:影響的是鋼材的硬度。讓鋼材變脆,簡稱「冷脆」。

錳元素:影想的是鋼材的強度和硬度,並且使鋼材的熔點公升高達到1600左右。

矽元素:可以增強鋼材的強度和硬度。但是不易含量過高一般在0.4%。

鉻元素:起耐腐蝕作用,一般是用於防腐的鋼材。

鎳元素:起到的是耐腐蝕和耐熱性。

鈦元素:適用於耐熱和抗氫腐蝕。

銅元素:起到了良好的導電,導熱高強度鋼的定義是相對於時代要求的技術進步程度而在變化的。一般講,屈服強度在1 370mpa(140 kgf/mm2)以上,抗拉強度在1 620 mpa(165 kgf/mm2)以上的合金鋼稱超高強度鋼。

按其合金化程度和顯微組織分為低合金中碳馬氏體強化超高強度鋼、中合金中碳二次沉澱硬化型超高強度鋼、高合金中碳ni—co型超高強度鋼、超低碳馬氏體時效硬化型超高強度鋼、半奧氏體沉澱硬化型不鏽鋼等。

低合金中碳馬氏體強化型超高強度鋼是在低合金調質鋼的基礎上發展起來的,合金元素總量一般不超過6%。主要牌號包括傳統的鎳鉻鉬調質鋼4340(40crnimo),碳含量0.45%的鎳鉻鉬釩鋼d6ac(45 crnimov),碳含量0.

30%的鉻錳矽鎳鋼(30crmnsini2a),在4340鋼基礎上通過加入矽(1.6%)和釩(0.1%)而研製成的300m 鋼(43crnisimov)以及不含鎳的矽錳鉬釩或矽錳鉻鉬釩等。

通過真空熔煉降低鋼中雜質元素含量,改善鋼的橫向塑性和韌性,由於鋼中合金元素含量較低,成本低,生產工藝簡單,廣泛用於飛機大樑、起落架、發動機軸、高強度螺栓、固體火箭發動機殼體和化工高壓容器等。

中合金中碳二次沉澱硬化型超高強度鋼是從5%cr型模具鋼移而來的。由於它在高溫回火狀態下有很高的強度和較滿意的塑性和韌性,抗熱性好,組織穩定,用於飛機起落架、火箭殼體等。典型鋼種為h11和

h13等。其主要成分為:c 0.

32%--0.45%;cr 4.75%--5.

5%;mo 1.1%--1.75%;si 0.

8%--1.2%。

高合金中碳ni—co(9ni--4co--××)型超高強度鋼,是在具有高韌性、低脆性轉變溫度的9%ni型低溫鋼的基礎上發展起來的。在9%ni鋼中新增鑽是為了提高鋼的ms(馬氏體轉變)溫度,減少鋼中的殘餘奧氏體,同時,鑽在鎳鋼中起固溶強化作用,還通過加鑽來獲得鋼的自回火特性,從而使這類鋼具有優良的焊接效能。碳在這類鋼中起強化作用。

鋼中還含有少量鉻和鉬,以便在回火時產生瀰散強化效應。主要牌號有hp9-4-25,hp9-4-30,hp9-4-45以及改型的af1410(0.16%c-10%ni-14%co-1%mo-2%cr-0.

05%v)等。這類鋼綜合力學效能高。抗應力腐蝕性好,具有良好的工藝效能和焊接效能,廣泛用於航空、航天和潛艇亮體等產品上。

超低碳馬氏體時效硬化型超高強度鋼,通常稱馬氏體時效鋼。鋼的基體為超低碳的鐵鎳或鐵鎳鈷馬氏體。其特點是,馬氏體形成時不需要快冷,可變溫及等溫形成;具有體心立方結構;硬度約為hrc20,塑性很好;再加熱時不出現像在低碳馬氏體中發生的回火現象,並有很大的逆轉變溫度遲滯,因而可以在較高溫度進行馬氏體基體內的時效硬化。

在這樣的高鎳馬氏體中含有能引起時效強化的合金元素,借助於時效強化,從過飽和的馬氏體中析出瀰散分布的金屬間化合物,使鋼獲得高強度和高韌性。按鎳含量,馬氏體時效鋼分為25%ni、20%ni、18%ni和12%ni等型別.18%ni型應用較廣,為含有鉬、鈦等強化原素的超低碳鐵-鎳(18%)-鑽(8.

5%)合金,包括3個牌號:18%ni(200)、18%ni(250)、和18%ni(300)(200、250、300為抗拉強度等級,單位為ksi)。這種鋼是通過金屬間化合物的析出使鋼強化。

借無碳的馬氏體基體取得高塑性,最後達到很高的強度塑性配合。這類鋼具有良好的成形效能、焊接效能和尺寸穩定性,熱處理工藝也較簡單,用於航空、太空飛行器構件和冷擠、冷衝壓模具等。

半奧氏體沉澱硬化型不鏽鋼是一類高合金的超高強度鋼,如常見的17-7ph(ocr17ni7al)、ph15-7mo(ocr15ni7mo2al)和afc-77(15cr15mo5co14v)等。這類鋼經固溶化處理,冷卻到室溫為奧氏體組織,再經過冷加工、冷處理或者加熱到750℃進行調整處理後,奧氏體轉變為馬氏體。最後在400-550℃時效,便得到在回火馬氏體基體上瀰散分布著第二相強化組織的超高強度鋼。

這類鋼在315℃以上長時間使用時,會因為金屬間化合物沉澱而使材料變脆,所以使用溫度要限制在315℃以下。這類鋼主要用於製造航空器件構件、高壓容器和高應力腐蝕化工裝置零件等。

鋼的牌號和化學成分標準

成品標準 一 普通碳素結構鋼成分標準 gb t 700 2006 冷軋用鋁鎮靜鋼q195l成分標準 企業標準或內控 二 優質碳素結構鋼成分標準 gb t699 1999 1 20 鋼成分標準 液相線溫度1515 附 cr 0.25,ni 0.30 cu 0.25。2 45 鋼成分標準 液相線溫度14...

軸承鋼牌號化學成分及標準對比

調研報告內容 1 概述 研究目的與意義 2 該產品研究國內外研究與發展現狀 發展過程 現狀及發展前景 3 技術 市場分析 重點介紹 3.1 國內生產現狀 包括主要生產廠家 各廠家生產該產品採用的生產工藝流程 生產裝置 關鍵技術 生產規格 執行標準或技術條件 產品產量和質量狀況 現有及潛在使用者 市場...

鋼材化學成分檢驗報告

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