各種元素對鋼性能的影響(共18種元素)-資料下載頁

　　

【正文】 =%1S（1）硫的有益作用是：1）由于其切屑發脆而可得到非常光澤的表面，所以可用于制要求負荷不大而具高表面光潔度的鋼制件（名為快削鋼）。2）某此高速鋼工具鋼進行硫化表面以達到如下目的。（2）硫的不良影響是：1）引起熱脆：主要是因易生成（Fe+FeS）FeS熔點：1193℃，Fe與FeS組成的共晶體只有985℃，液態這兩者可以無限溶。FeS在固態鐵中溶解度很小，％％，％時，鋼水在凝固過程中容易形成偏析FeSFeS以低熔點的共晶體呈網狀分布于晶界，鋼在加熱到11501200℃時，晶界處晶體已融化，當鋼受壓后造成晶界破裂，即鋼的“熱脆”性，鋼含氧量高時，FeO與FeS形成的共晶體熔點更低，只有940℃，更加劇了這個現象。易熔共晶體分布于奧氏體晶界所致。2）硫能使結構鋼的塑性銀屏劇降低，使工具鋼的淬裂敏感性增高。3）、一般合金鋼中的含S量：一般地說，硫對各種鋼均為有害的雜質元素，所以均限制它的含量。普通碳鋼S≤%，酸性轉爐冶煉，18MnSi及25MnSi鋼允許含S≯%).軸承鋼S≤%優質碳鋼S≤%高級優質鋼S≤%僅有極個別要求表面很光潔的鋼（如Cr14）有意加進少量的硫（=～%）（Cr14可做螺釘、螺母、磁輪及其它螺紋零件，其表面光滑，耐磨性好）4）硫還會降低鋼的焊接性能，引起高溫龜裂，并在金屬焊縫中產生許多孔和疏松，境地焊縫強度1P（1）磷的有益作用：1）由于其切屑發脆得到光潔的表面而加進快削鋼，制受荷不大的零件。2）某些高速鋼，工具鋼進行磷化表面處理以達到如下目的……3）磷可提高比電阻，且由于容易粗晶而可使矯頑力和渦流損失降低，于磁感而言，則在弱中磁場下磷含量高的鋼磁感會提高。而在磁場下則磷含量增高而磁感略有減弱。含P硅鋼的熱加工也并不困難。所以硅鋼中有時加磷，但由于它會使硅鋼具冷脆性。所以其量甚微≯%（如冷軋電機用硅鋼含 P=～%）。4）磷是強化鐵素體作用最強的元素。（P對硅鋼再結晶溫度和晶粒長大的影響將超過同等硅含量作用的4～5倍。）（2）磷的不良影響：1）磷溶于鐵素體中，會使其晶格歪曲，晶粒長大，而且有冷脆性。P＞%時脆性特甚，P使鋼破斷能轉變溫度增高的作用比碳強約20倍。2）和Mn一樣使鋼晶粒粗化。（3）一般合金鋼的磷含量：普通碳鋼P≯%軸承鋼P≯%P+S≯%優質碳鋼P≯%合金鋼P≯%P+C≯%高級優質鋼P≯%1B（1）硼的有益作用：1）鋼中加入微量的硼（～%）即可顯著提高鋼的淬透性，此時對其它性能等無影響或影響甚小?！@在一定程度上可代替Ni（Cr、Mo）2）硼對鋼的淬裂敏感性影響很小。3）結構鋼中的硼會降低鋼材在正火后的沖擊值，但在淬火+低溫回火后，卻能得到良好的沖擊值。4）低碳硼鋼滲碳性能良好，表面碳濃度不易過度增大。所以可得到高強度和疲勞強度，滲碳后可直接淬火，對缺口敏感性也很小。滲碳硼鋼以含C≯1%為宜。5）中碳硼鋼在調質后有良好的綜合機械性能。（其回火穩定性，回火脆性、疲勞極限與強度、硬度的關系等基本上同無硼鋼）。6）硼鋼的熱加工性能良好，同一般合金結構鋼。7）硼溶于固溶體，晶格變大，使強度提高，晶界中硼有阻止再結晶擴散作用，所以可增加鋼的熱強性。（2）硼的不良影響：1）%時，容易引起脆性（有說珠光體為此值，其它類鋼可多些）。2）會降低A體晶粒粗化的溫度，易粗晶，但加鋁可改善。3）在尺寸硼鋼熱處理時心部易生針狀鐵素體而影響機械性能。4）硼與O、N親和力很強，易生非金屬夾雜，且因此應多加硼量?！?～%Ti以脫氧，去氮（Al、Ti未考慮燒損值）。一般合金鋼中含B量：～%（目前僅合金結構鋼中有硼鋼含值如前，而其它含硼鋼還少見到，國外硼鋼品種較多，%，否則淬透性反而變劣）。1N（1）氮的有益作用：1）N亦是強烈的A體形成元素，在這點上它與Ni相似，比Ni作用強27倍，特別在不銹鋼中得到廣泛注意。它有可能是代替Ni的重要元素之一，特別與Ni其同作用，穩定A體效果更好，尤利代Ni。2）N還可在復雜的A體鋼中借氮化物的析出而產生彌散硬化。因此，可在無顯著成績脆性的情況下提高它的熱強性。3）N能提高高鉻鋼，特別是含V的的高鉻工具鋼的熱硬性。N能使這些鋼的二次硬度的回火溫度的間段增大，并使此間段向更高溫方面移動，所以可得到較好的綜合性能，在高鉻鋼中N還能改善其熱加工性能。4）N在鐵素體中可促使A體形成，由于γ相的出現，可減小晶粒粗化傾向，所以可改善鋼的韌性和焊接性能。5）N對磁鋼的影響較大：如當N溶解在鋼中的固溶體狀態存在時會使矯頑力稍增而磁導率降低，當形成AlN、FeN等非金屬夾雜影響就加劇。N還是引起硅鋼片磁時效的主要因素之一。一般說一定數量的夾雜對得到取向組織是有益的。所以它可阻礙位向不適合的晶粒生長。從而使取向合適的晶粒加速成長。N對取向冷軋變壓的質量也有很大影響，過多或過少的含N量都不易使N量使冷軋硅鋼片獲得大晶粒和高磁性。適宜的含量是N =～%%，但要獲得更好磁性，最好能在熱處理后將冷軋硅鋼片中殘留N除去。6）鋼的表面滲N，可使它得到高的表面硬度（RC70）500～600℃中進行和耐磨性，高的疲勞極限和抗蝕性（600～700℃中進行）。7）～%以上的N即可得單一的A體組織。（2）氮的不良影響：1）它與合金元素生成氮化物是非金屬夾雜，更重要的是降低了合金元素的作用。2）含N鋼在退火過程中因氮化物析出而會顯著降低它的塑性。3）含N鋼在鍛造過程中N會產生揮發，所以工業用鋼中含N成分標準是很難擬訂的。4）由實際表明，在一定含量的Cr，N鋼中，必有一與其相適應的最小Mn含量，如低于這一Mn含量，鋼在凝固時N就會逸出，而成氣孔。例含Cr 15%，N %，～15%。（3）一般合金鋼中含N量：1）硅鋼（冷軋）：N=～%%2）不銹鉻鋼：N=（1/75～1/100）Cr%3）氮化鋼：38CrMoAlA、25CrMo2VA等Cr18Mn10Ni5Mo3N鋼其含N≤%（用于尿素工業），有鉻錳氮鋼及鉻錳氮鎳鋼等。如Cr17Mn8Ni5N，目前鉻錳氮鋼因為具有良好的耐氧化可抗腐蝕的性能，其它性能需求也不壞，故它用來代替鉻鎳A體鋼而取得相當成效，但無鎳之鉻錳氮鋼，因為錠中容易產生嚴重氣泡而未能多用。注：TiN常呈規則晶狀，顏色金黃。1H氫的作用：1）H 能提高鋼的磁導率，但也會使矯頑力和鐵損增加（～2倍）。2）H與C作用能生成甲烷（CH4），所以H 的存在會促進脫碳。3）H是一般鋼中最有害的元素。因為它是產生鋼中白點的罪魁禍首，實驗知鋼中形成白點的危險含H量為5～6cm3/100g Fe，主要是因為A體可溶H量大，而冷至低溫珠光體則溶解度大大減小，所以當冷卻過快，高壓氫氣來不及析出鋼外，高壓氫的張力與其它諸種應力作用，即可能超過材料的σb，因此產生許多微裂，此即謂之白點。實踐知640～650℃最易使A體轉變為珠光體，200℃則最關于鋼中的危險含H量，不同的資料有不同的數據。1O氧的作用：1）殘存于鋼錠中的氧，或擴散到金屬表層的氧，均易使晶界氧化而形成脆性的氧化物夾層，把（A體晶粒隔絕開來。以至在隨后的變形加工中引起晶間裂紋（后者也即常說的過燒）。實踐知，～%，其強度和塑性就明顯下降。2）氧與碳的作用，可能將鋼中碳燒損以至造成脫碳，但是當有過量氧的情況下，則表面脫碳層將被完全燒成氧化皮而反而成了一層保護膜，而使脫碳過程減慢。（此時燒損金屬較多，其作用還要看氧化皮的組織改善性。3）氧會使硅鋼中鐵損增大，磁導率及磁感強度減弱，磁時效作用加劇。4）FeO在高溫時穩定，但當溫度降低至560℃以下時則易分解成Fe3O4及αFe，鋼加熱后在空氣中慢冷則可能出現Fe2O3。（鋼中氧化物塑性差，氧化后則幾乎無塑性）返回標題