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鋼材中各化學成分對鋼材性能有什麼影響

發布時間:2024-11-13 21:17:26

『壹』 簡要分析鋼材的化學成分對鋼材性能有何影響

鋼材的化學成分對鋼材性能影響:

碳:存在於所有的鋼材,是最重要的硬化元素。有助於增加鋼材的強度,我們通常希望刀具級別的鋼材擁有0.6%以上的碳,也成為高碳鋼

磷是鋼中有害雜質之一。含磷較多的鋼,在室溫或更低的溫度下使用時,容易脆裂,稱為「冷脆」。鋼中含碳越高,磷引起的脆性越嚴重。一般普通鋼中規定含磷量不超過 0.045%,優質鋼要求含磷更少。

硫在鋼中偏析嚴重,惡化鋼的質量。在高溫下,降低鋼的塑性,是一種有害元素,它以熔點較低的FeS的形式存在。

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對鋼材的影響:

鉻:增加耐磨損性,硬度,最重要的是耐腐蝕性,擁有13%以上的認為是不銹鋼。盡管這么叫,如果保養不當,所有鋼材都會生銹。

錳:重要的元素,有助於生成紋理結構,增加堅固性,和強度、及耐磨損性。

鉬:碳化作用劑,防止鋼材變脆,在高溫時保持鋼材的強度,出現在很多鋼材中。

鎳:保持強度、抗腐蝕性、和韌性。

硅:有助於增強強度。和錳一樣,硅在鋼的生產過程中用於保持鋼材的強度。

鎢:增強抗磨損性。將鎢和適當比例的鉻或錳混合用於製造高速鋼。

釩:增強抗磨損能力和延展性。一種釩的碳化物用於製造條紋鋼。在許多種鋼材中都含有釩。

『貳』 鋼鐵中的化學成份對鋼材的作用是哪些

鋼鐵中化學成份對鋼材的作用
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。

『叄』 簡要分析鋼材的化學成分對鋼材性能有何影響

碳:存在於所有的鋼材,是最重要的硬化元素。有助於增加鋼材的強度,我們版通常希望刀具級別權的鋼材擁有0.6%以上的碳,也成為高碳鋼。

磷是鋼中有害雜質之一。含磷較多的鋼,在室溫或更低的溫度下使用時,容易脆裂,稱為「冷脆」。鋼中含碳越高,磷引起的脆性越嚴重。一般普通鋼中規定含磷量不超過 0.045%,優質鋼要求含磷更少。

硫在鋼中偏析嚴重,惡化鋼的質量。在高溫下,降低鋼的塑性,是一種有害元素,它以熔點較低的FeS的形式存在。

鉻:增加耐磨損性,硬度,最重要的是耐腐蝕性,擁有13%以上的認為是不銹鋼。盡管這么叫,如果保養不當,所有鋼材都會生銹。

錳:重要的元素,有助於生成紋理結構,增加堅固性,和強度、及耐磨損性。

鉬:碳化作用劑,防止鋼材變脆,在高溫時保持鋼材的強度,出現在很多鋼材中。

鎳:保持強度、抗腐蝕性、和韌性。

硅:有助於增強強度。和錳一樣,硅在鋼的生產過程中用於保持鋼材的強度。

鎢:增強抗磨損性。將鎢和適當比例的鉻或錳混合用於製造高速鋼。

釩:增強抗磨損能力和延展性。一種釩的碳化物用於製造條紋鋼。在許多種鋼材中都含有釩。

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