钢材材质成份解析

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    一、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,当碳含量超过0.23%时,钢的焊接性能(néng)变坏,因此用(yòng)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(néng)力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能(néng)增加钢的冷脆性和时效敏感性。

    二、硅(Si):在炼钢过程中加硅作為(wèi)还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有(yǒu)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(néng)显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用(yòng)于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0-1.2%的硅,强度可(kě)提高15-20%。硅和钼、钨、铬等结合,有(yǒu)提高抗腐蚀性和抗氧化的作用(yòng),可(kě)制造耐热钢。含硅1-4%的低碳钢,具有(yǒu)极高的导磁率,用(yòng)于電(diàn)器工业做矽钢片。硅量增加,会降低钢的焊接性能(néng)。

    三、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(yǒu)足够的韧性,且有(yǒu)较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能(néng),如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11-14%的钢有(yǒu)极高的耐磨性,用(yòng)于挖土机铲斗,球磨机衬板等。锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能(néng)力,降低焊接性能(néng)。

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

    五、硫(S):硫在通常情况下也是有(yǒu)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(néng)也不利,降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小(xiǎo)于0.055%,优质钢要求小(xiǎo)于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫,可(kě)以改善切削加工性,通常称易切削钢。

    六、铬(Cr):在结构钢和工具钢中,铬能(néng)显著提高强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性。铬又(yòu)能(néng)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。

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

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

    九、钛(Ti):钛是钢中强脱氧剂。它能(néng)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(néng)。在铬18镍9奥氏體(tǐ)不锈钢中加入适当的钛,可(kě)避免晶间腐蚀。

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

    十一、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(yǒu)很(hěn)高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨,可(kě)显著提高红硬性和热强性,作切削工具及锻模具用(yòng)。

    十二、铌(Nb):铌能(néng)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(yǒu)所下降。在普通低合金钢中加铌,可(kě)提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能(néng)力。铌可(kě)改善焊接性能(néng)。在奥氏體(tǐ)不锈钢中加铌,可(kě)防止晶间腐蚀现象。

    十三、钴(Co):钴是稀有(yǒu)的贵重金属,多(duō)用(yòng)于特殊钢和合金中,如热强钢和磁性材料。

    十四、铜(Cu):武钢用(yòng)大冶矿石所炼的钢,往往含有(yǒu)铜。铜能(néng)提高强度和韧性,特别是大气腐蚀性能(néng)。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(xiǎo)于0.50%对焊接性无影响。

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

    十六、硼(B):钢中加入微量的硼就可(kě)改善钢的致密性和热轧性能(néng),提高强度。

    十七、氮(N):氮能(néng)提高钢的强度,低温韧性和焊接性,增加时效敏感性。

    十八、稀土(Xt):稀土元素是指元素周期表中原子序数為(wèi)57-71的15个镧系元素。这些元素都是金属,但他(tā)们的氧化物(wù)很(hěn)象“土”,所以习惯上称稀土。钢中加入稀土,可(kě)以改变钢中夹杂物(wù)的组成、形态、分(fēn)布和性质,从而改善了钢的各种性能(néng),如韧性、焊接性,冷加工性能(néng)。在犁铧钢中加入稀土,可(kě)提高耐磨性。

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