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如何在合金中引入氮元素

發布時間:2022-01-30 11:22:50

㈠ 鉻錳氮不銹鋼中的氮氣是怎麼加進去的

含N不銹鋼中的氮合金化主要有兩條途徑:一是加人氮化錳、氮化鉻等合金進行合金化,二是用氮氣直接合金化,後者具有較低的生產成本。AOD爐可以用氮氣直接合金化,因而,冶煉不銹鋼具有很大的優勢。太鋼在18t和40tAOD爐中應用氮在不銹鋼中的溶解、脫除理論,建立了氮合金化工藝模型,冶煉中不需要在線分析鋼中氮含量就能較為精確地控製成品中的氮含量,控制精±0.0135%。目前,太鋼已用氮氣直接合金化的方法應用該模型批量生產OCr19Ni9N、OCr19Ni9NbN、1Cr17Mn6Ni5N、00Cr18Ni5Mo3Si2N和00Cr22Ni5Mo3N等含氮不銹鋼鋼種。2003年,生產各類含N不銹鋼3.5萬t,取得了明顯的經濟效益。

㈡ 合金鋼中經常加入的合金元素主要有哪些怎樣分類他們對鋼的影響有哪些

各種化學成分在鋼里分別有什麼用?1、碳(C):鋼中含碳量增加,屈服點和抗拉強度升高,但塑性和沖擊性降低,當碳量0.23%超過時,鋼的焊接性能變壞,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銹蝕;此外,碳能增加鋼的冷脆性和時效敏感性。
2、硅(Si):在煉鋼過程中加硅作為還原劑和脫氧劑,所以鎮靜鋼含有0.15-0.30%的硅。如果鋼中含硅量超過0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅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%的硅,強度可提高15-20%。硅和鉬、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。含硅1-4%的低碳鋼,具有極高的導磁率,用於電器工業做矽鋼片。硅量增加,會降低鋼的焊接性能。
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,改善鋼的熱加工性能,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,降低焊接性能。
4、磷(P):在一般情況下,磷是鋼中有害元素,增加鋼的冷脆性,使焊接性能變壞,降低塑性,使冷彎性能變壞。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。硫對焊接性能也不利,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,因而是不銹鋼,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,在高溫下有防銹和耐熱能力。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,提高淬透性和熱強性能,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,能提高機械性能。 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。改善焊接性能。在鉻18鎳9奧氏體不銹鋼中加入適當的鈦,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。鈮可改善焊接性能。在奧氏體不銹鋼中加鈮,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,提高沖擊韌性,如作深沖薄板的08Al鋼。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能,鋁與鉻、硅合用,可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。
16、硼(B):鋼中加入微量的硼就可改善鋼的緻密性和熱軋性能,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):稀土元素是指元素周期表中原子序數為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性能,如韌性、焊接性,冷加工性能。在犁鏵鋼中加入稀土,可提高耐磨性。

㈢ 釩氮合金的生產工藝有幾種

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近年來,世界范圍內低合金高強度鋼的發展進入了一個全新時期,以控制軋鋼技術和微合金化的冶金學為基礎,形成了現代低合金高強度微合金化的新概念。由於氮元素與各種脆性現象的不良效果有關,所以一直被煉鋼工作者視為不利因素,但是近年來由氮元素與合金元素相互作用產生的一些有效效果受到極大重視,從而開發出許多高氮的不同鋼種,含釩鋼中增氮促進氮碳化釩的析出,從而更有效提高了氮碳化釩的沉澱強化和細化晶粒作用,使碳氮化物的析出范圍擴大,提高了微合金元素釩的有效作用,以較少的微合金元素含量就能達到同等力學性能。氮是含釩鋼中十分經濟有效的合金元素,在含釩鋼加氮的最好辦法是加入氮化釩,釩氮微合金技術,通過充分利用廉價的氮元素,優化了釩析出,從而更好的發揮了細化晶粒和沉澱強化作用,可顯著提高含釩鋼的強度。採用氮化釩生產高強度含釩鋼,在達到相同強度下,與使用釩鐵相比可節約20%的釩,降低了鋼的生產成本。目前,能夠實現氮化釩商業化生產的公司有兩家,一家為美國戰略礦物公司在南非的VAMETCO公司,其生產方法也只是其專利方法— 高溫真空非連續生產,該方法生產設備昂貴,工藝復雜難於控制,並且美國一直對該技術採取封鎖政策;另一家為攀鋼研究院,其生產方法為以三氧化二釩和碳粉為原料在高溫常壓條件下連續生產。其他生產方法都處於試驗階段,無法達到大規模工業化生產。現在經過改進氮化釩高溫推板窯能直接以五氧化二釩為原料生產出完全符合市場要求的氮化釩產品。

㈣ 氮元素對鋼材的影響

摘抄的。。。
鋼中的氮來自爐料,同時,在冶煉、澆鑄時鋼液也會從爐氣和大氣中版吸收氮。氮引起碳權鋼的淬火時效和形變時效,從而對碳鋼的性能發生顯著的影響。由於氮的時效作用,鋼的硬度、強度固然提高,但是塑性和韌性降低,特別是在形變時效的情況下,塑性和韌性的降低比較顯著。因此,對於普通低合金鋼來說,時效現象是有害的,因而氮是有害元素。但對於一些細晶粒鋼以及含釩、鈮鋼,由於氮化物的強化細化晶粒作用,氮成為有益元素。另外,作為合金元素,氮在不銹耐酸鋼中得到應用,此外,氮化處理方法能使機器零件獲得極好的綜合力學性能,從而使零件的使用壽命延長。

㈤ 合金元素在鋼中都有哪些作用

合金元素在鋼中的作用
Mn
1、在低含量范圍內,對鋼具有很大的強化作用,提高強度、硬度和耐磨性
2、降低鋼的臨界冷卻速度,提高鋼的淬透性
3、稍稍改善鋼的低溫韌性
4、在高含量范圍內,作為主要的奧氏體化元素
Si
1、強化鐵素體,提高鋼的強度和硬度
2、降低鋼的臨界冷卻速度,提高鋼的淬透性
3、提高鋼的氧化性腐蝕介質中的耐蝕性,提高鋼的耐熱性
4、磁鋼中的主要合金元素(含量在0.40%范圍內時,改善熱裂傾向,含量高時,易形成柱狀晶,增加熱裂傾向。)
Cr
1、在低合金範圍內,對鋼具有很大的強化作用,提高強度、硬度和耐磨性
2、降低鋼的臨界冷卻速度,提高鋼的淬透性
3、提高鋼的耐熱性
4、在高合金範圍內,使鋼具有對強氧化性酸類等腐蝕介質的耐腐蝕能力
Mo
1、
強化鐵素體,提高鋼的強度和硬度
2、
降低鋼的臨界冷卻速度,提高鋼的淬透性
3、
提高鋼的耐熱性和高溫強度
Ni
1、
提高鋼的強度,而不降低其塑性,改善鋼的低溫韌性
2、
降低鋼的臨界冷卻速度,提高鋼的淬透性
3、
擴大奧氏體區,是奧氏體化的有效元素
4、
本身具有一定耐蝕性,對一些還原性酸類有良好的耐蝕能力
Al
1、
煉鋼中起良好的脫氧作用
2、
細化鋼的晶粒,提高鋼的強度
3、提高鋼的抗氧化性能,提高不銹鋼對強氧化性酸類的耐蝕能力
RE
1、煉鋼中起脫硫、去氣、凈化鋼液作用
2、細化鋼的晶粒,改善鑄態組織
S:
1、
硫在鋼中以FeS-Fe共晶體存在於鋼的晶粒周界,降低鋼的力學性能,優制鋼含硫量一般應限制在0.04%以下。
2、
在機械製造中,有時為了改善某些鋼的切削加工性能,人為將含硫量提高,以形成硫化物,起中斷基體連續性的作用。
3、
硫含量的提高,增加鑄件熱裂傾向。
H:
煉鋼過程中鋼液從爐氣中吸收氫
鋼液中氫的溶解度隨溫度升高而提高,在緩慢凝固條件下,氫以針孔形態析出。快速凝固時,析出氫在鐵的晶格內造成高應力狀態,導致脆性。
N:
煉鋼過程中鋼液從爐氣中吸收氮
1、
鋼液中溶解的氮在凝固過程中因溶解度降低而析出,並與鋼中的Si、Al、Zr等元素化合,生成SiN、AlN
、ZrN等氮化物。少量氮化物能細化鋼的晶粒。氮休物多時,會使鋼的塑性和韌性降低。
2、
氮屬於擴大奧氏體區元素,在鋼中可部分代替鎳的作用,是鉻錳氮不銹鋼中的合金元素,,在超低碳不銹鋼中,可代替碳的作用,提高鋼的強度。
O:
1、
鋼液中溶解的FeO
在凝固前溫度降低過程中與鋼液中的碳起反應,生成一氧化碳氣泡,在鑄件中造成氣孔。
2、
鋼液凝固過程中,FeO因溶解度下降而析出在鋼的晶粒周界處,降低鋼的性能。

㈥ 鑄造合金元素,關於加入合金元素的問題

球鐵包中肯定有球化劑,孕育劑,球化劑在起爆的過程中會攪拌鐵液,微量元素會融化後均勻。但要注意的是一般的銅能融化掉,像鉬鐵,錳鐵等難溶的最好不要加入到包中。

㈦ 不銹鋼中添加的主要合金元素

金屬合金元素有:鉻、鎳
、鉬、銅、錳、釩、錫、鋁、鎂、鈦和鈮等
非金屬合金元素有:碳、硅、磷、硫、氮等

㈧ jmatpro可以在原有體系中加入新的合金元素嗎

合金鋼 alloy steel 在普通碳素鋼基礎上添加適量的一種或多種合金元素而構成的鐵碳合金。根據添加元素的不同,並採取適當的加工工藝,可獲得高強度、高韌性、耐磨、耐腐蝕、耐低溫、耐高溫、無磁性等特殊性能。 合金鋼的主要合金元素有硅、錳、鉻、鎳、鉬、鎢、釩、鈦、鈮、鋯、鈷、鋁、銅、硼、稀土等。其中釩、鈦、鈮、鋯等在鋼中是強碳化物形成元素,只要有足夠的碳,在適當條件下,就能形成各自的碳化物,當缺碳或在高溫條件下,則以原子狀態進入固溶體中;錳、鉻、鎢、鉬為碳化物形成元素,其中一部分以原子狀態進入固溶體中,另一部分形成置換式合金滲碳體;鋁、銅、鎳、鈷、硅等是不形成碳化物元素,一般以原子狀態存在於固溶體中。 合金鋼種類很多,通常按合金元素含量多少分為低合金鋼(含量<5%),中合金鋼(含量5%~10%),高合金鋼(含量>10%);按質量分為優質合金鋼、特質合金鋼;按特性和用途又分為合金結構鋼、不銹鋼、耐酸鋼、耐磨鋼、耐熱鋼、合金工具鋼、滾動軸承鋼、合金彈簧鋼和特殊性能鋼(如軟磁鋼、永磁鋼、無磁鋼)等。 合金鋼 在鋼中除含鐵、碳和少量不可避免的硅、錳、磷、硫元素以外,還含有一定量的合金元素,鋼中的合金元素有硅、錳、鉬、鎳、硌、礬、鈦、鈮、硼、鉛、稀土等其中的一種或幾種,這種鋼叫合金鋼 各的合金鋼系統,隨各自的資源情況、生產和使用條件不同而不同,國外以往曾發展鎳、硌鋼系統,我國則發現以硅、錳、釩、鈦、鈮、硼、鉛、稀土為主的合金鋼系統 合金鋼在鋼的總產量中約佔百分之十幾,一般是在電爐中冶煉的按用途可以把合金鋼分為8大類,它們是:合金結構鋼、彈簧鋼、軸承鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、不銹鋼、耐熱不起皮鋼,電工用硅鋼

㈨ 鋼材D2中允許有氮元素嗎

摘要 氮元素(N元素)對鋼材性能的影響與碳、磷相似,隨著氮含量的增加,可使鋼材的強度顯著提高,塑性特別是韌性也顯著降低,可焊性變差,冷脆性加劇;同時增加時效傾向及冷脆性和熱脆性,損壞鋼的焊接性能及冷彎性能。因此,應該盡量減小和限制鋼中的含氮量。一般規定氮含量應不高於0.018%。

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