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碳素钢加入哪些合金元素

发布时间:2022-01-28 21:58:57

① 什么是碳素结构钢什么是优质合金钢

碳素结构钢
这类钢主要保证力学性能,故其牌号体现其力学性能,用Q+数字表示,其中“Q”为屈服点“屈”字的汉语拼音字首,数字表示屈服点数值,例如Q275表示屈服点为275Mpa。若牌号后面标注字母A、B、C、D,则表示刚才质量等级不同,含S、P的量依次降低,钢材质量依次提高。若在牌号后面标注字母“F”则为沸腾钢,标注“b”为半镇静钢,不标注“F”或“b”者为镇静钢。例如Q235-A·F表示屈服点为235Mpa的A级沸腾钢,Q235-C表示屈服点为235Mpa的C级镇静钢 碳素结构钢一般情况下都不经热处理,而在供应状态下直接使用。通常Q195、Q215、Q235钢碳的质量分数低,焊接性能好,塑性、韧性好,有一定强度,常轧制成薄板、钢筋、焊接钢管等,用于桥梁、建筑等结构和制造普通螺钉、螺母等零件。Q255和Q275钢碳的质量分数稍高,强度较高,塑性、韧性交好,可进行焊接,通常轧制成型钢、条钢和钢板作结构件以及制造简单机械的连杆、齿轮、联轴节、稍等零件
合金钢

alloy steel

在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金。根据添加元素的不同,并采取适当的加工工艺,可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。

合金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等。其中钒、钛、铌、锆等在钢中是强碳化物形成元素,只要有足够的碳,在适当条件下,就能形成各自的碳化物,当缺碳或在高温条件下,则以原子状态进入固溶体中;锰、铬、钨、钼为碳化物形成元素,其中一部分以原子状态进入固溶体中,另一部分形成置换式合金渗碳体;铝、铜、镍、钴、硅等是不形成碳化物元素,一般以原子状态存在于固溶体中。

合金钢种类很多,通常按合金元素含量多少分为低合金钢(含量<5%),中合金钢(含量5%~10%),高合金钢(含量>10%);按质量分为优质合金钢、特质合金钢;按特性和用途又分为合金结构钢、不锈钢、耐酸钢、耐磨钢、耐热钢、合金工具钢、滚动轴承钢、合金弹簧钢和特殊性能钢(如软磁钢、永磁钢、无磁钢)等。

② 请问在碳钢的基础上有目的地加入一定量合金元素的作用是什么

碳钢的基础上复有目的地加入一制定量合金元素的作用:合金元素在钢中的存在, 通过与钢中的铁和碳两个基本组成元素发生作用,加上某些合金元素彼此之间也会相互作用,由此影响到钢的组织和相变过程,达到改变钢的性能的目的。

③ 1. 为什么往钢中加入合金元素加入后改了什么,使刚能满足工业生产的更高要求

为什么往钢中加入合金元素:目的为改善或提高碳素钢的性能。
加入后改了什么,使刚能满足工业生产的更高要求:合金元素加入钢中后随种类、量的多少不同,发挥作用的原理不同,最终达到的效果也不同。比如铬元素,当加入的量较少时,作用主要有两个,其一,提高淬透性,其二,提高抗氧化性;当铬含量加入的较多时,除过上述两个作用外又多了两个作用:细化晶粒、提高耐磨性;当铬含量再增加时(大于等于13%),钢的耐腐蚀能力比一般钢就好得多---形成了不锈钢。

④ 调质钢中常用哪些合金元素这些合金元素各起什么作用

1、 碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

2、 硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅.如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢.在调质结构钢中加入1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。

硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。含硅1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。硅量增加,会降低钢的焊接性能。

3、 锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰0.30-0.50%.在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。

含锰11-14%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等.锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。

4、 磷(P):在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低些。

5、 硫(S):硫在通常情况下也是有害元素.使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%,优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。

6、 铬(Cr):在结构钢和工具钢中,铬能显著提高强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,因而是不锈钢,耐热钢的重要合金元素。

7、 镍(Ni):镍能提高钢的强度,而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力,在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源,故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。

8、 钼(Mo):钼能使钢的晶粒细化,提高淬透性和热强性能,在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力,发生变形,称蠕变)。结构钢中加入钼,能提高机械性能。还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性.在工具钢中可提高红性。

9、 钛(Ti):钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密,细化晶粒力;降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛,可避免晶间腐蚀。

10、 钒(V):钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒,提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物,在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。

11、 钨(W):钨熔点高,比重大,是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨,可显著提高红硬性和热强性,作切削工具及锻模具用。

12、 铌(Nb):铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性,提高强度,但塑性和韧性有所下降.在普通低合金钢中加铌,可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力.铌可改善焊接性能.在奥氏体不锈钢中加铌,可防止晶间腐蚀现象。

13、 钴(Co):钴是稀有的贵重金属,多用于特殊钢和合金中,如热强钢和磁性材料。

14、 铜(Cu):武钢用大冶矿石所炼的钢,往往含有铜。铜能提高强度和韧性,特别是大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆,铜含量超过0.5%塑性显著降低。当铜含量小于0.50%对焊接性无影响。

15、铝(Al):铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝,可细化晶粒,提高冲击韧性,如作深冲薄板的08Al钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能,铝与铬、硅合用,可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。

16、硼(B):钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能,提高强度。

17、氮(N):氮能提高钢的强度,低温韧性和焊接性,增加时效敏感性。

18、 稀土(Xt):稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。这些元素都是金属,但他们的氧化物很象“土”,所以习惯上称稀土.钢中加入稀土,可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质,从而改善了钢的各种性能,如韧性、焊接性,冷加工性能.在犁铧钢中加入稀土,可提高耐磨性。

19、气体元素O,氧与钢中某些元素形成氧化物夹杂,使钢易发生热裂、脆性和实效等现象。

⑤ 合金钢中经常加入的合金元素主要有哪些怎样分类他们对钢的影响有哪些

各种化学成分在钢里分别有什么用?1、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
2、硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。含硅1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。硅量增加,会降低钢的焊接性能。
3、锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰0.30-0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11-14%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。
4、磷(P):在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低些。
5、硫(S):硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%,优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。
6、铬(Cr):在结构钢和工具钢中,铬能显著提高强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,因而是不锈钢,耐热钢的重要合金元素。
7、镍(Ni):镍能提高钢的强度,而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力,在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源,故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。
8、 钼(Mo):钼能使钢的晶粒细化,提高淬透性和热强性能,在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力,发生变形,称蠕变)。结构钢中加入钼,能提高机械性能。 还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。
9、钛(Ti):钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密,细化晶粒力;降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛,可避免晶间腐蚀。
10、钒(V):钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒,提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物,在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。
11、钨(W):钨熔点高,比重大,是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨,可显著提高红硬性和热强性,作切削工具及锻模具用。
12、铌(Nb):铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性,提高强度,但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌,可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌,可防止晶间腐蚀现象。
13、钴(Co):钴是稀有的贵重金属,多用于特殊钢和合金中,如热强钢和磁性材料。
14、铜(Cu):武钢用大冶矿石所炼的钢,往往含有铜。铜能提高强度和韧性,特别是大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆,铜含量超过0.5%塑性显著降低。当铜含量小于0.50%对焊接性无影响。
15、铝(Al):铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝,可细化晶粒,提高冲击韧性,如作深冲薄板的08Al钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能,铝与铬、硅合用,可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。
16、硼(B):钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能,提高强度。
17、氮(N):氮能提高钢的强度,低温韧性和焊接性,增加时效敏感性。
18、稀土(Xt):稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。这些元素都是金属,但他们的氧化物很象“土”,所以习惯上称稀土。钢中加入稀土,可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质,从而改善了钢的各种性能,如韧性、焊接性,冷加工性能。在犁铧钢中加入稀土,可提高耐磨性。

⑥ 碳素结构钢成分特点及合金元素作用

合金结构钢具有合适的淬透性,经适宜的金属热处理后,显微组织为均匀的索氏体、贝氏体或极细的珠光体,因而具有较高的抗拉强度和屈强比(一般在0.85左右),较高的韧性和疲劳强度,和较低的韧性-脆性转变温度,可用于制造截面尺寸较大的机器零件。碳素结构钢这类钢主要保证力学性能,故其牌号体现其力学性能,用q+数字表示,其中“q”为屈服点“屈”字的汉语拼音字首,数字表示屈服点数值,例如q275表示屈服点为275mpa。若牌号后面标注字母a、b、c、d,则表示刚才质量等级不同,含s、p的量依次降低,钢材质量依次提高。若在牌号后面标注字母“f”则为沸腾钢,标注“b”为半镇静钢,不标注“f”或“b”者为镇静钢。例如q235-a•f表示屈服点为235mpa的a级沸腾钢,q235-c表示屈服点为235mpa的c级镇静钢。碳素结构钢的缺点:1)不能用热处理方法提高其机械性能;2)只能钢结构,不能做机械零件;3)承受静载荷的各种金属构件及不重要不需要热处理的机械零件和一般焊接件,质量分数低。区别是:碳素钢钢中除了铁碳以外,还含有炉料带入的少量合金元素mn、si、ai,杂质元素p、s及气体n、h、o等,合金钢则是为了获得某种物理、化学或力学性能而有意添加了一定量的合金元素铬、镍、钼、钒,并对杂质和有害元素加以控制的一类钢。。碳素结构钢这类钢主要保证力学性能,它的缺点:1)不能用热处理方法提高其机械性能;2)只能钢结构,不能做机械零件;3)承受静载荷的各种金属构件及不重要不需要热处理的机械零件和一般焊接件,质量分数低。合金钢具有良好的加工性和耐磨耐腐蚀性,用途十分广泛。缺点是要有严格的工艺操作方法,成本高且易出质量问题。

⑦ 在碳钢中加入一种或多种适量合金元素,以改钢的某种性能,称为合金结构钢。(判断题)

错,不一定是合金结构钢,也有可能是合金工具钢、特殊性能钢等等,但这些钢统称为合金钢。

⑧ 什么是合金钢合金元素类别有哪些

随着科技的不断进步,生活中各种各样的材料也在不断地被改进、改良,以适应现代社会越来越高的需求。而合金钢就是其中一种典型的材料,它的出现弥补了碳钢的诸多缺陷。那么什么是合金钢,它又是怎么发展起来的,又有什么合金种类呢?


基础简介

普通的碳素钢中的主要成分为碳元素与铁元素,而合金钢就是指在普通钢之中加入了其他的合金元素的钢材。通过加入一种或多种的合金元素(如铜、镍、铬等等),钢材的某些性能能够得到大大的改善,以适应不同行业发展的需求。按照加入的合金元素的含量,可以将合金钢分为低合金钢、中合金钢与高合金钢这三种。


发展历程

合金钢的发展起源于十九世纪的后半期,当时对钢材的需求量不断扩大,而生产力却不足以解决钢的加工问题。针对这一问题,英国的Mushet制造出了新型钢材。在二十世纪的二十年代之后,电弧炉炼钢技术的出现,又为合金钢的大量生产提供了有利的条件。六十年代以后,由于各种精炼技术已经普及,钢材的生产量逐步扩大,开始向高纯度与超低碳的方向发展。通过合金钢的发展历程,我们不难看出,合金钢的发展正符合了社会的需,尤其是在制造工业的行业中。


合金元素类别

1.铬(Cr):铬元素能够大大提高钢的强度与硬度,使材料更耐磨、耐腐蚀。

2.镍(Ni):镍元素在提升钢的强度的同时,能保持它的韧性,还能使其耐腐蚀、耐热。

3.钛(Ti):钛元素能够使钢晶粒的结构更细密,改良其焊接性能。

4.钒(V):钒元素能与碳元素结合生成一种碳化物,能改善其耐腐蚀的性能。

5.钨(W):钨元素能使钢的硬度大大提高,变得更加耐磨耐用。

6.铜(Cu):铜元素能提高钢的强度,改善其耐腐蚀的性能。

7.磷(P):磷元素在一般情况下属于钢材中的有害元素,会降低钢的塑性与焊接性能。


看完了以上的介绍,大家对合金钢这种材料是不是有了更深的了解呢?现在,合金钢被广泛的用于机械制造、军事工业等等,在我们的生活中发挥着至关重要的作用,为我们做出了巨大的贡献。

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