合金元素對鋼材機(jī)械性能的影響

1、1、 碳（C）：鋼中含碳量增加，屈服點和抗拉強(qiáng)度升高，但塑性和沖擊性降低，當(dāng)碳量0.23%超過時，鋼的焊接性能變壞，因此用于焊接的低合金結(jié)構(gòu)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(zhèn)靜鋼含有0.150.30%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(qiáng)度，故廣泛用于作彈簧鋼。在調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼中加入1.01.2%的硅，強(qiáng)度可提高1520%。硅和鉬、鎢、鉻等結(jié)合，有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用，可制

2、造耐熱鋼。含硅14%的低碳鋼，具有極高的導(dǎo)磁率，用于電器工業(yè)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0.300.50%。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(qiáng)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1114%的鋼有極高的耐磨性，用于挖土機(jī)鏟斗，球磨機(jī)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于0.

3、045%，優(yōu)質(zhì)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(chǎn)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?qū)附有阅芤膊焕?，降低耐腐蝕性。所以通常要求硫含量小于0.055%，優(yōu)質(zhì)鋼要求小于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(jié)構(gòu)鋼和工具鋼中，鉻能顯著提高強(qiáng)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(qiáng)度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。但由于鎳是較稀缺的

4、資源，故應(yīng)盡量采用其他合金元素代用鎳鉻鋼。 8、 鉬(Mo)：鉬能使鋼的晶粒細(xì)化，提高淬透性和熱強(qiáng)性能，在高溫時保持足夠的強(qiáng)度和抗蠕變能力(長期在高溫下受到應(yīng)力，發(fā)生變形，稱蠕變)。結(jié)構(gòu)鋼中加入鉬，能提高機(jī)械性能。 還可以抑制合金鋼由于火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性。 9、鈦(Ti)：鈦是鋼中強(qiáng)脫氧劑。它能使鋼的內(nèi)部組織致密，細(xì)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(dāng)?shù)拟?，可避免晶間腐蝕。 10、釩(V)：釩是鋼的優(yōu)良脫氧劑。鋼中加0.5%的釩可細(xì)化組織晶粒，提高強(qiáng)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

5、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(qiáng)性，作切削工具及鍛模具用。 12、鈮(Nb)：鈮能細(xì)化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性，提高強(qiáng)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(xiàn)象。 13、鈷(Co)：鈷是稀有的貴重金屬，多用于特殊鋼和合金中，如熱強(qiáng)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(qiáng)度和韌性，特別是大氣腐蝕性能。缺點是在熱加工時容易產(chǎn)生熱脆，銅含量超過0.5%塑性顯著降低。當(dāng)

6、銅含量小于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(xì)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致密性和熱軋性能，提高強(qiáng)度。 17、氮(N):氮能提高鋼的強(qiáng)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(shù)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(xí)慣上稱稀土。鋼中加入稀土，

7、可以改變鋼中夾雜物的組成、形態(tài)、分布和性質(zhì)，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。六、合金元素對鋼的性能影響2006-08-28 13:43:00表137主要合金元素對鋼的性能影響元素 名稱強(qiáng)度彈性沖擊 韌度屈服 點硬度伸長蠱斷面收縮率低溫韌性高溫強(qiáng)度耐磨性被切削性鍛壓性滲碳 性能滲氮 性能抗氧 化性耐 蝕 性冷卻速度Mr+0+OO+O-+OOO-Mn+-+O+-Cr+-+-+-+-+-Ni+O+OO+-Ni+-+-+-Si+-+-+-+-Cu+0+0O+0-O+M0+-+-+-+-C0+-+-+O-+V+-+OO+-+-+-W+O+-+-+-A

8、l+-+-+-+-Ti+-+-+S-+-P+-+-+-注：“+”表示提高，“一表示降低，“O”表示沒有影響，“”表示影響情況尚不清楚，多個“+”或“一”表示提高或降低的強(qiáng)烈程度。表示在珠光體鋼中；表示在奧氏體鋼中。表138主要合金元素對鋼性能影響的有關(guān)說明元素名稱對性能主要影響Al主要作用為細(xì)化晶粒和脫氧，在滲氮鋼中能促成滲氮層，含量高時，能提高高溫抗氧化性，耐H2s氣體的腐蝕作用，固溶強(qiáng)化作用大，提高耐熱合金的熱強(qiáng)性，有促使石墨化傾向B微量硼能提高鋼的淬透性，但隨鋼中碳含量增加，淬透性的提高逐漸減弱以至完全消失C含量增加，鋼的硬度和強(qiáng)度也提高，但塑性和韌性隨之下降C0有固溶強(qiáng)化作用，使鋼具有

9、紅硬性，提高高溫性能、抗氧化和耐腐蝕性，為高溫合金及超硬高速鋼的重要合金元素，提高鋼的Ms點，降低鋼的淬透性Cr提高鋼的淬透性，并有二次硬化作用，增加高碳鋼的耐磨性，含量超過12時，使鋼具有良好的高溫抗氧化性和耐氧化性介質(zhì)腐蝕作用，提高鋼的熱強(qiáng)性，是不銹耐酸鋼及耐熱鋼的主要合金元素，但含量高時易產(chǎn)生脆性Cu含量低時，作用和鎳相似，含量較高時，對熱變形加工不利，如超過O30時，在熱變形加工時導(dǎo)致高溫銅脆現(xiàn)象，含量高于O75時，經(jīng)固溶處理和時效后可產(chǎn)生時效強(qiáng)化作用。在低碳合金鋼中，特別是與磷同時存在，可提高鋼的抗大氣腐蝕性，2一3的銅在不銹鋼中可提高對硫酸、磷酸及鹽酸等的抗腐蝕性及對應(yīng)力腐蝕的穩(wěn)定

10、性Mn降低鋼的下臨界點，增加奧氏體冷卻時的過冷度，細(xì)化珠光體組織以改善其力學(xué)性能，為低合金鋼的重要合金元素，能明顯提高鋼的淬透性，但有增加晶粒粗化和回火脆性的不利傾向Mo提高鋼的淬透性，含量0.5時，能降低回火脆性，有二次硬化作用。提高熱強(qiáng)性和蠕變強(qiáng)度，含量23時，提高抗有機(jī)酸及還原性介質(zhì)腐蝕能力N有不明顯的固溶強(qiáng)化及提高淬透性的作用，提高蠕變強(qiáng)度，與鋼中其他元素化合，有沉淀硬化作用，表面滲氮，提高硬度及耐磨性，增加抗蝕性，在低碳鋼中，殘余氮會導(dǎo)致時效脆性Nb固溶強(qiáng)化作用很明顯，提高鋼的淬透性(溶于奧氏體時)，增加回火穩(wěn)定性，有二次硬化作用，提高鋼的強(qiáng)度、沖擊韌性，當(dāng)含量高時(大于碳含量的8倍

11、)，使鋼具有良好的抗氫性能，并提高熱強(qiáng)鋼的高溫性能(蠕變強(qiáng)度等)Ni提高塑性及韌性，(提高低溫韌性更明顯)，改善耐蝕性能，與鉻、鉬聯(lián)合使用，提高熱強(qiáng)性，是熱強(qiáng)鋼及不銹耐酸鋼的主要合金元素之一P固溶強(qiáng)化及冷作硬化作用很好，與銅聯(lián)合使用，提高低合金高強(qiáng)度鋼的耐大氣腐蝕性能，但降低其冷沖壓性能，與硫、錳聯(lián)合使用，改善切削性，增加回火脆性及冷脆敏感性Pb改善切削加工性RE包括鑭系元素及釔和鈧等17個元素，有脫氣、脫硫和消除其他有害雜質(zhì)作用，改善鋼的鑄態(tài)組織，O2的含量可提高抗氧化性、高溫強(qiáng)度及蠕變強(qiáng)度，增加耐蝕性S改善切削性。產(chǎn)生熱脆現(xiàn)象，惡化鋼的質(zhì)量，硫含量高，對焊接性產(chǎn)生不好影響Si常用的脫氧劑，

12、有固熔強(qiáng)化作用，提高電阻率，降低磁滯損耗，改善磁導(dǎo)率，提高淬透性，抗回火性，對改善綜合力學(xué)性能有利，提高彈性極限，增加自然條件下的耐蝕性。含量較高時，降低焊接性，且易導(dǎo)致冷脆。中碳鋼和高碳鋼易于在回火時產(chǎn)生石墨化Ti固溶強(qiáng)化作用強(qiáng)，但降低固溶體的韌性，固溶于奧氏體中提高鋼的淬透性，但化合鈦卻降低鋼的淬透性。改善回火穩(wěn)定性，并有二次硬化作用，提高耐熱鋼的抗氧化性和熱強(qiáng)性，如蠕變和持久強(qiáng)度，且改善鋼的焊接性V固溶于奧氏體中可提高鋼的淬透性，但化合狀態(tài)存在的釩，會降低鋼的淬透性，增加鋼的回火穩(wěn)定性，并有很強(qiáng)的二次硬化作用，固溶于鐵素體中有極強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用。細(xì)化晶粒以提高低溫沖擊韌性，碳化釩是最硬耐

13、磨性最好的金屬碳化物，明顯提高工具鋼的壽命，提高鋼的蠕變和持久強(qiáng)度，釩、碳含量比超過5.7時，可大大提高鋼抗高溫高壓氫腐蝕的能力，但會稍微降低高溫抗氧化性W有二次硬化作用，使鋼具有紅硬性，提高耐磨性，對鋼的淬透性、回火穩(wěn)定性、力學(xué)性能及熱強(qiáng)性的影響均與鉬相似，稍微降低鋼的抗氧化性Zr鋯在鋼中作用與鈮、鈦、釩相似，含量小時，有脫氧、凈化和細(xì)化晶粒的作用，提高鋼的低溫韌性，消除時效現(xiàn)象，提高鋼的沖壓性能注：各成分的含量皆指質(zhì)量分?jǐn)?shù)。*鋼材的質(zhì)量及性能是根據(jù)需要而確定的，不同的需要，要有不同的元素含量 （ 1 ）碳；含碳量越高，剛的硬度就越高，但是它的可塑性和韌性就越差 （ 2 ）硫；是鋼中的有害雜

14、物，含硫較高的鋼在高溫進(jìn)行壓力加工時，容易脆裂，通常叫作熱脆性 （ 3 ）磷；能使鋼的可塑性及韌性明顯下降，特別的在低溫下更為嚴(yán)重，這種現(xiàn)象叫作冷脆性在優(yōu)質(zhì)鋼中，硫和磷要嚴(yán)格控制但從另方面看，在低碳鋼中含有較高的硫和磷，能使其切削易斷，對改善鋼的可切削性是有利的 （ 4 ）錳；能提高鋼的強(qiáng)度，能消弱和消除硫的不良影響，并能提高鋼的淬透性，含錳量很高的高合金鋼（高錳鋼）具有良好的耐磨性和其它的物理性能 （ 5 ）硅；它可以提高鋼的硬度，但是可塑性和韌性下降，電工用的鋼中含有一定量的硅，能改善軟磁性能 （ 6 ）鎢；能提高鋼的紅硬性和熱強(qiáng)性，并能提高鋼的耐磨性 （ 7 ）鉻；能提高鋼的淬透性和耐磨

15、性，能改善鋼的抗腐蝕能力和抗氧化作用 （ 8 ）釩；能細(xì)化鋼的晶粒組織，提高鋼的強(qiáng)度，韌性和耐磨性當(dāng)它在高溫熔入奧氏體時，可增加鋼的淬透性；反之，當(dāng)它在碳化物形態(tài)存在時，就會降低它的淬透性 （ 9 ）鉬；可明顯的提高鋼的淬透性和熱強(qiáng)性，防止回火脆性，提高剩磁和嬌頑力 （10 ）鈦；能細(xì)化鋼的晶粒組織，從而提高鋼的強(qiáng)度和韌性在不銹鋼中，鈦能消除或減輕鋼的晶間腐蝕現(xiàn)象 （11 ）鎳；能提高鋼的強(qiáng)度和韌性，提高淬透性含量高時，可顯著改變鋼和合金的一些物理性能，提高鋼的抗腐蝕能力 （12 ）硼；當(dāng)鋼中含有微量的（ 0.001 0.005 ）硼時，鋼的淬透性可以成倍的提高 （13 ）鋁；能細(xì)化鋼的晶粒組

16、織，阻抑低碳鋼的時效提高鋼在低溫下的韌性，還能提高鋼的抗氧化性，提高鋼的耐磨性和疲勞強(qiáng)度等 （14 ）銅；它的突出作用是改善普通低合金鋼的抗大氣腐蝕性能，特別是和磷配合使用時更為明顯/*合金元素對鋼性能的影響1、硅（Si）是鋼中常見元素之一，在煉鋼過程中用作還原劑和脫氧劑。所以鋼中常含有0.20%0.30的硅。如果鋼中硅含量超過0.500.60時，硅就算作特殊的合金元素，這種鋼就稱為“硅鋼。硅能顯著提高鋼的彈性極限、屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，故可廣泛用于制造重負(fù)的彈簧鋼。在凋質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼中，硅不僅能增加鋼的淬透性，還增加鋼淬火后的抗回火性。因此，常被用作調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼的合金元素，并可用于制造承受重負(fù)荷的較大

17、截面零件的無鎳鉻、高強(qiáng)度、高韌性的高級調(diào)質(zhì)鋼。硅和其他合金元素如鉬、鎢、鉻等結(jié)合，有提高鋼抗腐蝕和抗高溫氧化的作用，可用于制造無鎳低鉻的不銹耐熱鋼。含硅1.04.5低碳和超低碳鋼，具有極高的導(dǎo)磁率，可做電氣制造業(yè)中的硅鋼片。在熱處理時硅易于促使石墨化、產(chǎn)生脫碳現(xiàn)象，故在彈簧中，常加入鎢、釩、鉻等元素來加以防止。也用于制造耐磨的石墨鋼或模具鋼。但鋼中含硅量較高時，在焊接時噴濺較嚴(yán)重，有損焊縫質(zhì)量，并易導(dǎo)至冷脆，會增加鍍鋅時鋅對鐵的破壞作用。2、錳（Mn）是良好的脫氧劑和脫硫劑。因此，鋼中含0.300.50的錳是經(jīng)常的。在碳素鋼中加入0.71.8或以上的錳時，就算是特殊鋼“錳鋼”了。這種含錳量較高

18、的碳素鋼的力學(xué)性能，要比一般含錳量的好得多，不但有足夠的韌性(在適當(dāng)?shù)臒崽幚項l件之下)，且有較高的強(qiáng)度和硬度，能提高鋼的淬透性，改善鋼的熱加工性能。故在低合金結(jié)構(gòu)鋼中，含錳鋼種發(fā)展十分迅速。利用錳和硫化合所生成的硫化錳(MnS)夾雜，有使切屑易于碎斷的作用。所以在鋼中可加適量的錳和硫來生產(chǎn)易切削鋼。此外，錳在合金結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、軸承鋼，工具鋼、耐磨鋼、無磁鋼、不銹鋼、耐熱鋼中，也獲得廣泛的應(yīng)用。但錳能使鋼的抗腐蝕能減弱，對鋼的焊接性能也有不利的影響。3、鎳（Ni）能使鋼強(qiáng)化，改善鋼的低溫性能，特別是韌性，還可以提高鋼的淬透性。鎳鋼的抗銹性也很強(qiáng)，具有較高的對酸、堿和海水的耐腐蝕能力，但在高溫高

19、壓下對氧介質(zhì)的抗腐蝕能力無明顯效果，反會造成脫碳促使鋼腐蝕破裂。一般國產(chǎn)低合金結(jié)構(gòu)鋼中不加入鎳。鎳在高含量時，可顯著改變鋼和合金的一些物理性能。但鎳是一種重要的戰(zhàn)略物資，在全世界范圍內(nèi)比較稀缺，所以作為鋼的一種合金元素，應(yīng)該只在不能用其他元素來獲得所需的性能時，才考慮使用鎳。譬如需要在高強(qiáng)度時具有高韌性的重要用途的結(jié)構(gòu)鋼，在低溫工作條件下具有高韌性的鋼，高合金鉻鎳奧氏體不銹耐熱鋼，以及要求具有特殊物理性能的鋼等。4、鉻(Cr)加入鋼中能顯著提高鋼的抗氧化作用，增加鋼的抗腐蝕能力。并能提高鋼的強(qiáng)度和耐磨性。由于鉻加入鋼中能改善鋼的力學(xué)性能及物理和化學(xué)性能，因此在各種用途的合金鋼中，普遍含有不同數(shù)

20、量的鉻。由于目前我國鉻資源較少，故因盡量節(jié)約使用，特別是在大量生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)鋼中，應(yīng)當(dāng)少用或不用鉻。5、鉬(Mo)是一種貴重的合金元素，在我國是富產(chǎn)，但在整個世界范圍內(nèi)的儲量卻并不豐富。鉬在鋼中的作用，可歸納為提高淬透性和熱強(qiáng)性，防止回火脆性，提高剩磁和矯頑力，提高在某些介質(zhì)中(如硫化氫、氨、一氧化碳、水等介質(zhì))的抗蝕性與防止點蝕傾向等。故在結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、軸承鋼、工具鋼、不銹耐酸鋼、耐熱鋼(也稱熱強(qiáng)鋼)、磁鋼等一系列的鋼種中，得到廣泛的應(yīng)用。鉻鉬鋼在很多情況下，可以代替較貴重的鉻鎳鋼來制造各種重要的機(jī)件，由于鉬增加鋼的熱強(qiáng)性，所以鉬含量較高時，也會增加熱加工的困難。6、鋁（Al）是煉鋼時的脫氧定

21、氮劑，并且能細(xì)化鋼的晶粒，提高鋼在低溫下的韌性，鋁對氮有極大的親和力，含鋁的鋼滲氮后，在鋼種表面牢固地形成一層薄而硬的彌散分布的氮化鋁層，從而提高其硬度和疲勞強(qiáng)度，并改善其耐磨性。鋁還具有耐腐蝕性和抗氧化性，可作為不銹耐酸鋼的主要合金元素。在鋼的表面鍍鋁或滲鋁，可提高其抗氧化性。鋁和鉻、硅復(fù)合應(yīng)用，可以顯著提高鋼的高溫不起皮性和耐高溫腐蝕能力。鋁還適用于作電熱合金材料和磁性材料。但是，鋁會影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。7、銅（Cu）在鋼中加入0.200.50的銅，特別是和磷配合使用時，可以使低合金結(jié)構(gòu)鋼和鋼軌鋼獲得優(yōu)良的抗大氣腐蝕性能，并且也有利于提高鋼的強(qiáng)度、耐磨性和屈強(qiáng)比，而

22、對鋼的焊接性并沒有不良的影響，是目前建造橋梁、船舶、汽車、機(jī)車車輛、化工石油設(shè)備及高壓容器等的主要鋼類。在奧氏體不銹鋼中加入23的鋼，可以提高其在酸性介質(zhì)中的抗蝕性。但銅是稀缺金屬之一，也是戰(zhàn)略物資，因此一般不應(yīng)在煉制中有意地加入。不過由于鋼中含銅無法從冶煉過程中去除，而我國又有豐富的含銅鐵礦，所以可以利用含銅鐵礦來發(fā)展含銅鋼。8、鉛（Pb）不溶于鋼中，它的沸點又很低，因此，為了特殊用途需要而專門加入少量的鉛時，需在冶煉完了，在澆注過程中加入。其作用是在不顯著地影響鋼的其他性能的情況下，能顯著提高鋼的切削加工性。9、鎢（W）具有熔點高、密度大的特點，和鉬相似，也是一種貴重的金屬元素。它在鋼中的

23、用途，主要是增加鋼的回火穩(wěn)定性，熱硬性和熱強(qiáng)性，以及由于形成的特殊碳化物而增加的耐磨性。如當(dāng)鎢加入高碳鋼中時，可以顯著提高其耐磨性和切削性。因此，它主要用于工具鋼，如高速鋼、熱鍛模具等，而只在個別特殊情況下，才用于機(jī)械制造用的滲碳和調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼中去。但這時必須和其他元素如硅、錳、鋁、鉬、釩、鉻、鎳等同時加入，單一含鎢的結(jié)構(gòu)鋼，在力學(xué)性能上與碳素鋼相比，得不到多少改善，故很少采用。鎢能耐高壓氧氣的侵入，還能提高鋼在高溫下的蠕變抗力，當(dāng)與鉬復(fù)合應(yīng)用時，效果更加顯著。10、釩（V）是我國富有元素之一，也是目前發(fā)展新鋼種最常用的合金元素之一。它和碳、氮、氧都有極強(qiáng)的親和力，與之形成相應(yīng)的極為穩(wěn)定的化合物

24、。少量的不到0.5的釩能細(xì)化鋼的晶粒，提高鋼的強(qiáng)度、屈強(qiáng)比和低溫韌性，改善鋼的焊接性能，也能增加鋼的熱強(qiáng)性和蠕變的抗力。此外釩對碳的固定作用，還可以提高鋼在高溫下的抗氫侵蝕。但是，釩總是和其他合金元素如錳、鉻、鎢、鉬等配合使用。常用于低溫用鋼、高壓抗氫鋼、高級優(yōu)質(zhì)彈簧鋼、新型軸承鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、耐熱鋼等。但釩含量不宜過高，過高則降低鋼的韌性，不利于鋼的蠕變性能。11、鈦（Ti）是化學(xué)上極為活潑的金屬元素之一，它和氮、氧、碳都有極強(qiáng)的親和力。因此，鈦也是一種良好的脫氧去氣劑和固定氮和碳的有效元素。鈦能使鋼的內(nèi)部組織致密，提高鋼的強(qiáng)度，含鈦量為0.060.12的低合金結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的

25、力學(xué)性能和工藝性能，但主要缺點是淬透性稍差。在含鉬鍋爐鋼中，鈦可以阻止在高溫(大于500)下長期使用時出現(xiàn)的石墨化現(xiàn)象；在含鉻46的耐熱鋼中，加人大于4倍碳含量的鈦，可以避免鋼的淬硬傾向，還可以顯著提高鋼的焊接性能。鈦還能提高鋼在高溫高壓下抗氫、氮、氨腐蝕的能力。與其他元素配合使用，能提高鋼的抗大氣、海水及抗硫化氫(H2S)腐蝕的能力。此外，一定量的鈦加入Cr18Ni9型奧氏體不銹鋼中，可完全避免晶間腐蝕，從而被廣泛地應(yīng)用。目前鈦越來越多地被應(yīng)用于夾端工業(yè)材料，成為重要的戰(zhàn)略物資。12、鈮（Nb）和鉭（Ta）均是難熔的稀有元素，價格較昂貴，在鋼中的作用和釩、鈦、鋯等類似，和碳、氮、氧都有極強(qiáng)的

26、親和力，與之形成相應(yīng)的極穩(wěn)定的化合物。鈮和鉭均能細(xì)化鋼的晶粒，降低鋼的過熱敏感性和回火脆性，在一定的存在條件下，也能提高鋼的強(qiáng)度和韌性及對蠕變的抗力等。在低合金結(jié)構(gòu)鋼中加鈮，既能提高鋼的抗大氣、海水腐蝕能力，及在高溫高壓下抗氫、氮、氨腐蝕能力，也能提高鋼的屈服強(qiáng)度和沖擊韌性，降低其脆性轉(zhuǎn)變溫度，并改善其焊接性能；在高鉻耐熱不銹鋼中加鈮，可以降低鋼的空冷硬化性，提高鋼的熱強(qiáng)性，避免回火脆性，提高其蠕變強(qiáng)度，并改善鋼的高溫不起皮性，在奧氏體鋼如Cr18Ni8型不銹耐熱鋼中加鈮，可以防止不銹鋼晶間腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生，但這類鋼冷變形比較困難，焊接性也較差。13、鎬（Zr）是稀有金屬，為碳化物形態(tài)元素。在煉

27、鋼過程中，鋯是強(qiáng)有力的脫氧和脫氮元素。鈷能細(xì)化鋼的奧氏體晶粒，它和硫能化合成硫化鋯，因此能防止鋼的熱脆性。鋯還能改善鋼的藍(lán)脆現(xiàn)象，降低鋼的回火脆性，在低合金結(jié)構(gòu)鋼中改善鋼的低溫韌性，作用比釩好。但由于鋯在鋼中的溶解度很小，且價格昂貴，因此很少在一般鋼中應(yīng)用，而多用于特殊用途。目前，鋯主要用于原子能工業(yè)，廣泛用作核反應(yīng)堆的包套材料和結(jié)構(gòu)材料。此外，在化工方面，鋯和鉿一起用于制造耐腐蝕性很高的設(shè)備。14、鈷（Co）是世界上稀有的貴重金屬，因此多用于特殊鋼和合金中。如在高速鋼中加入鈷，可以提高它的高溫硬度。鈷加入含鎳(1825)的馬氏體時效鋼中，可以獲得很高的硬度和強(qiáng)度，很好的綜合力學(xué)性能。尤其是隨

28、著鈷和鉬含量的增多，時效后硬度和強(qiáng)度的增高就更為顯著。而與此同時，如再加入適量的鈦、鋁、硼和鈷，則對時效后的性能更好。此外，鈷在熱強(qiáng)鋼和磁性材料中，也是重要的合金元素。15、稀土元素(RE)是很好的鋼中脫硫去氣劑，可用于清除其他如砷、銻、鉍等有害雜質(zhì)，可以改變鋼中夾雜物的形態(tài)和分布情況，從而改善鋼的質(zhì)量。在低合金結(jié)構(gòu)鋼中加入適量的稀土，有良好的脫氧、脫硫作用，可以提高沖擊韌性（特別是低溫韌性），耐大氣腐蝕，并有良好的焊接性能和冷加工性能，在高合金的不銹耐熱鋼和電熱合金中加入稀土，既可以提高鋼的抗氧化性和抗蝕性，也可以改善鋼和合金的鑄態(tài)組織，從而改善其熱加工性能并提高其使用壽命。但由于稀土加入方

29、法以及分析檢驗方法尚未能很好地掌握，以致使用效果波動頗大，甚至有時反會產(chǎn)生不利的影響，有待今后進(jìn)一步研究。一般所說的稀土元素，是指鑭、鈰、鐠、釹、鉅、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、釔、鈧共17個元素。16、鈹（Be）是稀有輕金屬之一。和氧、硫都有極強(qiáng)的親和力，是一種理想的脫氧去硫劑。鈹是極強(qiáng)的鐵索體固溶強(qiáng)化元素之一，鋼中加鈹，能增加鋼的淬透性，也可以使鋼具有較高的溫度強(qiáng)度和蠕變性能。但由于鈹供給困難，價格昂貴，目前除了特殊用途(如原子能工業(yè)、導(dǎo)彈等)外，在一般合金鋼中尚難于普遍使用。17、硫（S）、硒（Se）、碲（Te）硫在鋼中一般認(rèn)為它是殘存在鋼中的有害元素之一。它降低鋼的延展性及

30、韌性，損害鋼的抗蝕性，對焊接也有不利影響等。所以在優(yōu)質(zhì)鋼中，其含量控制在0.045以下，就是在普通鋼中也不得大于0.055(在側(cè)吹堿性轉(zhuǎn)爐鋼中，放寬為不大于0.065)。但在某種條件下，害處可以轉(zhuǎn)化為益處，如在含硫易切鋼中，就是提高其硫和錳的含量，使形成較多的硫化錳(MnS)微粒，以改善鋼的切削加工性，硒和碲在周期表中和硫同族，性能頗相似，在鋼中的作用也相似。18、磷（P）、砷（As）、銻（Sb）是屬于元素周期表中同一族的元素。因此這三種元素在鋼中有一些類似的作用。它們加入鋼中都有不同程度的抗腐蝕能力。磷和砷，尤其是磷對提高鋼的抗拉強(qiáng)度有顯著的作用，也能改善鋼的切削加工性，但它們又都增加鋼的脆

31、性，尤其是低溫脆性。此外，磷和砷都是造成鋼較嚴(yán)重偏析的有害元素，砷和銻都有抗蝕作用，但如何在鋼中予以應(yīng)用，尚需研究。19、硼（B）硼和氮及氧都有很強(qiáng)的親和力，它在鋼中突出的作用是微量(0.001)的硼就可以成信地增加鋼的淬透性，從而節(jié)約其他較稀缺、貴重的合金元素，如鎳、鉻、鉬等。在珠光體耐熱鋼中，微量硼可以提高鋼的高溫強(qiáng)度，并提高鋼的抗硫化氫(H2S)腐蝕能力；在奧氏體鋼中加入0.025的硼，可以提高其蠕變強(qiáng)度.至于硼含量較高(大于1)的鋼，在原子能方面的應(yīng)用，則是近十幾年的事。20、氮（N）在鋼中的作用主要為：固溶強(qiáng)化及時效沉淀強(qiáng)化；形成和穩(wěn)定奧氏體組織；改善高鉻和高鉻鎳鋼的宏觀組織，使之致

32、密堅實，并提高其強(qiáng)度；借滲入方法與鋼表面層中的鉻、鋁等合金元素化合形成氮化物，增加鋼表面層的硬度、強(qiáng)度、耐磨性及抗蝕性等。但氮在鋼中的作用，也有其不利的一面，如對低碳鋼，由于氮化鐵(Fe4N)的析出，導(dǎo)致時效和藍(lán)脆現(xiàn)象；含量超過一定限度時，易在鋼中形成氣泡和疏松，與鋼中的鈦、鋁等元素形成帶棱角而性脆的夾雜群等。氮的使用，不受資源的跟制，如能用其所長，避其所短，充分發(fā)揮其作用，含氮鋼是有其廣泛發(fā)展前途的。21、氫（H）以原子或離子形成溶于鋼中，形成間隙固溶體，因而也起到某些合金化的作用，有穩(wěn)定奧氏體，增加鋼淬透性的好處。但它在鋼中造成很多嚴(yán)重的缺陷，如產(chǎn)生白點、點狀偏析、氫脆，以及焊縫熱影響區(qū)內(nèi)

33、的裂縫等。這些缺陷的危害性，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過它作為合金化元素所帶來的好處，所以一般把它看做是一種有害的元素，而采取種種措施，以降低其在鋼中的含量。22、氧（O）鋼中的氧對鋼的力學(xué)性能有不利的影響，是作為有害元素來看待的。但氧在冶煉過程中卻是不可缺少的主要因素之一，特別是在吹氧煉鋼中，它起著主要的作用。其次，在煉制沸騰鋼和半鎮(zhèn)靜鋼時，鋼液中還必須保留適量的氧，以便鋼液在鋼錠模中發(fā)生適度的沸騰作用，使鋼錠有一個較純凈堅實的外殼層，使軋成的鋼板和鋼材具有光滑優(yōu)良的表面層。同時，由于沸騰過程中產(chǎn)生的一氧化碳(CO)氣泡，在鋼錠中占有一定體積，壓縮或消除鋼錠中的縮孔，這可以增加鋼的收得率和成材率。這些也可以說是

34、氧在鋼中的有利作用。注：上述所有的元素含量，未加說明的均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)各種合金元素對鋼性能的影響1、Al （1）Al當(dāng)鋼中其含量小于35%時，是一有益的元素。其作用是：高的抗氧化性和電阻。作為強(qiáng)烈脫氧劑加進(jìn)的Al，可生成高度細(xì)碎的、超顯微的氧化物，分散于鋼體積中。因而可阻止鋼加熱時的晶粒長大（含Al10%，在加熱1200才有細(xì)化作用，否則其作用甚小）和改善鋼的淬透性。所以這些氧化物成為結(jié)晶的中心，而在鋼冷卻時又對A體分解起促進(jìn)作用。作為合金元素，有助于鋼的氮化，因而可提高鋼的熱穩(wěn)定性。所以AlN本身在加熱時具有高穩(wěn)定性，與都有利于減弱鋼的過熱傾向?？筛纳其摰目寡趸?，考慮和，能提高鋼的電阻，與Cr

35、共同用于制造高電阻鉻鋁合金：如Cr13Al4、1Cr17Al5、1Cr25Al5。Al使電阻增高的程度比Cr還高的多。在Cr鋼中加Al，會粗晶易脆，所以其量一般不超過5%，個別才有89%。對硅鋼而言，Al可減少鐵心損失，降低磁感強(qiáng)度，與氧結(jié)合可減弱磁時效現(xiàn)象，但Al的氧化物會使磁性變壞。Al（0.5%）也會使硅鋼變脆。（2）Al的不良影響 促進(jìn)鋼的石墨化，減少合金相中的碳溶濃度，所以硬度、強(qiáng)度降低。 加速脫碳 當(dāng)Al含量增加至35%時，89%將會大大地促進(jìn)鋼錠的柱狀結(jié)晶過程。因此而大大增加鋼的機(jī)械熱加工的困難，也使鋼極易脫碳。（其熱加工之所以困難是因為該合金鋼錠具有粗晶結(jié)構(gòu)，且其晶體的解理極弱

36、，所以導(dǎo)熱性低，加熱時容易出現(xiàn)大的溫度差而鍛裂，甚至鋼錠的去皮加工都會使其晶界氧化而破壞。此外，它在800以上的高溫長時間停置也極易變脆。一般合金鋼中含Al量：合金結(jié)構(gòu)鋼：Al=0.41.1% (38CrAlA、38CrMoAlA、38CrWVAlA等)耐熱不起皮鋼：Al=1.14.5% (Cr13SiAl、Cr24Al2Si、Cr17Al4Si等)電熱合金： Al=3.56.5% (Cr13Al4、1Cr17Al5、Cr8Al5、0Cr17Al5等) 甚至Al=8% Cr7Al7：考慮電熱合金受荷不大，雖有脆性，仍可使用。2、Si（1）一般合金鋼中的Si含量不會高于3.5%，更多時（4.86

37、.5%）將使鋼具有很高的脆性。Si的有益作用：高的熱強(qiáng)性和彈性極限，高的導(dǎo)磁率，渦流損失少。象Al、Cr一樣，其氧化物均是尖晶石類型的組織。其晶格常數(shù)與-Fe、-Fe區(qū)別小。因為其氧化物與金屬分界處的晶胞之間就緊密而強(qiáng)固地結(jié)合在一起，氧化皮緊密地被貼在金屬上，甚至在高溫下也不剝落。所以它具有很強(qiáng)的抗氧化性和耐熱性能，而被加入耐熱鋼。有利于提高鋼的彈性極限，在中碳鋼中加入12%的Si，調(diào)質(zhì)中b將增1520%，而Aku也提高了，還提高了s和。利于促進(jìn)鋼中石墨化而用于煉制石墨鋼。此鋼可制軸承，甚至作為工具鋼代替，制沖頭，拉模、彎曲模等。脫氧能力較強(qiáng)，是煉鋼常用的脫氧劑，故一般鋼中均含Si，其量0.5

38、%。硅可減小晶體的各向異性，使磁化容易，使磁阻減小，它還可減輕鋼中其他雜質(zhì)對磁場磁感的危害（使%C石墨化，脫氧，與N形成氫化硅等）。所以可大大減少渦流損失。由于硅的脆性，目前高硅鋼片硅含量規(guī)定為低于4.5%，最多只為4.8%，正在研究提高至6.5%。硅可顯著地減慢回火馬氏體在低溫（200）時的分解速度。（在較高溫度即400500則作用并不顯著）Si是鐵素體形成元素，多加Si會使A-轉(zhuǎn)化。（2）Si的不良影響促使石墨化，促進(jìn)脫碳（它是阻止碳化物形成的一種元素），含Si鋼一般不作滲碳。促進(jìn)回火脆性的發(fā)展，使塑性降低。Si對沖擊韌性和韌性的溫度儲量的影響不是等值的。當(dāng)Si=11.5%時作用尚良好。S

39、i=2.53%時則影響不良，含Si=22.5%，則難以鍛造。當(dāng)Si2.3%時,矽鉻鋼對回火脆性的敏感性還很低,但對當(dāng)Si=2.53.5%時，對回火脆性和敏感性就高。用這種鋼必須采取韌性處理（回火后在水中浸漬，鍛時用少韌處理），而當(dāng)Si3.5時，甚至持用韌性處理也已不能消除矽鉻鋼的脆性。（不過，Mo的加入可使其脆性稍許改善），SI=4%時，室溫下即可能脆裂。對碳素工具鋼，Si含量上升時，將降低其淬透性等級。一般結(jié)構(gòu)鋼中均不宜加Si，對于高速鋼，不大于0.4%。由于硅的存在，使鋼中增碳困難，并使?jié)B碳速度降低，所以此類鋼多不作滲碳處理。硅錳結(jié)合，Mn可下降，因為Si引起的脫碳，Si有微弱的抑制晶粒長

40、大的作用，可稍下降，Mn引起的調(diào)質(zhì)粗晶，有相互改善作用，但易生白點，應(yīng)注意冶煉時原材料的干燥烘烤。硅在鋼中還常以Fe、Mn的硅酸鹽類夾雜物而存在，均會降低鋼的各種性能，塑性比硫化物低。這類夾雜物透光度很高，而反光度則低，故顯微鏡下常呈灰黑色。（3）一般合金鋼中Si含量：一般碳鋼：Si0.5%合金結(jié)構(gòu)鋼： Si =0.91.6% (27SiMn、40CrSi、20CrMnSi、35CrMnSiA等)彈簧鋼： Si =1.52% (55Si2Mn、60Cr2Mn等)軸承鋼： Si =0.40.7% (GCr9SiMn、GCr15SiMn、GCr6SiMn等)工具鋼： Si =0.651.8% (S

41、iMn、9SiCr、5SiMnMoV、6SiMoV等)耐熱鋼： Si =14.3% (Cr17Al4Si、Cr20Si3、4Cr9Si2、4Cr3Si4等)電機(jī)硅鋼片： Si =0.81.8% 、1.82.8%、2.83.8%、3.84.8%為低、中、較高、高級硅鋼片3、Mn（1）錳的有益作用是高的強(qiáng)度和耐磨性),淬透、滲碳、冷工硬化。14%（高耐磨鋼），1719%（護(hù)環(huán)鋼） 作為煉鋼的脫氧劑用，因為一般鋼中均含Mn，其量0.7%。 Mn和S作用抵消S對鐵的紅脆影響。 Mn對各類鋼的作用是：珠光體Mn鋼：可提高其強(qiáng)度和耐磨性，塑性亦不錯。所以它能細(xì)化珠光體組織。（對含碳量較高的鋼，Mn，塑性稍

42、有降低。對低碳鋼則含Mn，而韌性。奧氏體Mn鋼：有足夠高的塑性和很高的耐磨性。所以Mn能增加奧氏體的穩(wěn)定性，擴(kuò)大相區(qū)得奧氏體。降低淬火時的臨界冷卻速度。降低鋼的臨界點（A1和A3）同碳量碳素鋼低2530，所以可提高鋼的淬透性，淬火時的變形也比較小，因此適于制大截面和復(fù)雜的零件。Mn=5%時，Mn降至0。馬氏體Mn鋼：易使之發(fā)脆、淬裂。Mn易溶于鐵素體內(nèi)，形成弱碳化物其穩(wěn)定性不強(qiáng)。所以加熱過程中極易完全溶入奧氏休中，加之其臨界點又低，所以晶粒極易粗化、極易淬裂，為此應(yīng)嚴(yán)格控制淬火加熱溫度和保溫時間，一般均以油淬或流動空氣中冷卻為宜，只有形狀簡單件才好用水淬。調(diào)質(zhì)鋼：將降低其塑性（回火脆性影響）。

43、滲碳鋼：Mn的存在能促進(jìn)滲碳作用，所以能大大提高鋼的表面硬度與耐磨性，尤其可貴的是在滲碳時表面軟點較少，也不改變過分增碳的傾向。（滲碳后的錳鋼，在最后淬火前，應(yīng)進(jìn)行一次正火或退火處理，以消除因長時間滲碳造成的心部過熱）。結(jié)構(gòu)鋼：將促使其回火脆性增強(qiáng)。工具鋼：加入約1%Mn，可減少淬火時的體積變形，這對于精密工具和長形工具來說有重要的意義。（如CrMn、CrWMn鋼等）。 Mn可改善鋼的焊接性和低溫性能，還可減慢鋼的脫碳作用。 Mn量中還可適當(dāng)改善鋼的切削性能。 對某些鋼，Mn的作用可代Ni，能擴(kuò)大相區(qū)得奧氏體，如模具鋼（增強(qiáng)淬透性）、奧氏體鋼等。 高錳鋼對冷工硬化敏感，可提高鋼的強(qiáng)度和耐磨性。

44、（Mn=1014%，而C=11.4%） 鉻錳奧氏體鋼的熱強(qiáng)性很好，甚至可超過Cr、Ni鋼，加4%Cr、Ni紅熱耐磨性更好。Mn價廉。（2）錳的不良影響是： 增加鋼的過熱敏感性（粗晶）：這是由于含Mn滲碳體的穩(wěn)定性不強(qiáng)，在加熱過程中很容易完全溶于奧氏體中。加之，Mn鋼的臨界點亦較低，所以就易粗晶了。為此鍛造和熱處理加熱都要嚴(yán)格控制加熱溫度和保溫時間。所有合金元素中，Mn是不能減低奧氏體晶粒長大傾向的元素，相反引起粗晶。 增強(qiáng)鋼對白點的敏感性，故要緩冷。（含C0.3%時影響即較大）增強(qiáng)回火脆性，且易形成帶狀和纖維組織。故縱、橫向性能差較大（Mn2.4% 延伸率） 高錳鋼熔點低（Mn1314%，T熔

45、13501400）平均線膨脹系數(shù)大（相當(dāng)于鋼類矽鋼的1.9倍），導(dǎo)熱系數(shù)?。s為同類矽鋼的1/31/4），熱加工稍難。 高錳鋼在冷速不夠時，易生成塊狀碳化物沿晶界析出，使鋼變脆，采用水淬速冷時，可使碳化物來不及析出，得到均勻奧氏體組織，性能改善。但因為含Mn量高，導(dǎo)熱性差，速冷則溫差應(yīng)力大而易淬裂，所以淬火次數(shù)不宜多。（3）含Mn鋼的分類 碳鋼：a、正常含Mn量碳鋼Mn=0.250.8%B、較高含Mn量碳鋼Mn=0.71.0% 及0.91.2% 錳鋼：Mn=1.11.8% 少數(shù) 2.4% 高錳鋼：Mn=1314%（C=1.01.3%）注：Mn1.2%為煉鋼脫氧及稍許改變鋼性能，作一般矽鋼。Mn

46、=1.11.8%或2.4%為具高塑性、耐磨性，強(qiáng)度而被采用。Mn=2.413%為粗晶極脆而不可用。Mn=1314%為冷工硬化而成為高耐磨鋼。4、Ni（1）鎳的有益作用是：高的強(qiáng)度、高的韌性和良好的淬透性、高電阻、高的耐腐蝕性。 一方面既強(qiáng)烈提高鋼的強(qiáng)度，另方面又始終使鐵的韌性保持極高的水平。其變脆溫度則極低。（當(dāng)鎳0.3%時，其變脆溫度即達(dá)-100以下，當(dāng)Ni量增高時，約45%，其變脆溫度競可降至-180。所以能同時提高淬火結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度和塑性。含Ni=3.5%，無Cr鋼可空淬，含Ni=8%的Cr鋼在很小冷速下也可轉(zhuǎn)變?yōu)镸體。 Ni的晶格常數(shù)與-鐵相近，所以可成連續(xù)固溶體。這就有利于提高鋼的淬硬

47、性，Ni可降低臨界點并增加奧氏體的穩(wěn)定性，所以其淬火溫度可降低，淬透性好。一般大斷面的厚重伯都用加Ni鋼。當(dāng)它同Cr、W或Cr、Mo結(jié)合的時候，淬透性尤可增高。鎳鉬鋼還具有很高的疲勞極限。（Ni鋼有良好的耐熱疲勞性，工作在冷熱反復(fù)。、k高） 在不銹鋼中用Ni，是為了使鋼具有均勻的A體組織，以改善耐蝕性。 有Ni鋼一般不易過熱，所以它可阻止高溫時晶粒的增長，仍可保持細(xì)晶粒組織。 含Ni量相當(dāng)高的鋼，其熱膨脹系數(shù)很小而用作不變鋼（Ni36%）和代用白金（Ni42%）。 含Ni更高時，與Cr結(jié)合作高電阻合金（Cr15Ni60、Cr20Ni80）。 Ni和V一樣，對脫碳過程沒有影響。Ni本身不是有效的

48、抗氧化學(xué)元素，所以很少單獨用作不銹鋼的合金元素，但對濃苛性堿有好的作用。 Ni可提高A體鋼的蠕變抗力，但還一定值作用則減弱，須加入別的合金元素，通過固溶強(qiáng)化或沉淀硬化的途徑來解決。 Cr、Ni鋼的焊接性能和低溫性能也不錯。（2）Ni的不良作用： Ni不能提高鐵素體的蠕變抗力，相反會使珠光體M體鋼熱脆性增大。所以珠光體、馬氏體鋼不加鎳。 含硫氣氛中的Ni鋼耐蝕性也不及無Ni鋼，因硫化鎳會引起鋼的赤熱脆性。 鉻鎳鋼容易感受回火脆性和易形成白點（前者可在回火后采用速冷防止，后者應(yīng)采用正確的熔煉規(guī)范和鍛造、冷卻規(guī)范防止。） 對高速鋼，因為它降低了它的硬度而被視為有害雜質(zhì)，當(dāng)Ni2%時或更高時，由于其抗

49、600660回火穩(wěn)定性降低而熱硬性變壞（使A體穩(wěn)定不分解），所以硬度降低。 同樣，因為Ni降低鋼之淬火層的硬度，在軸承鋼中也不希望有它，Ni不大于0.30%，且Ni+Cu不大于0.50%（Cu不大于0.25%）。 Ni雖可提高電阻，促使矽石墨化，但會降低磁感和最大磁導(dǎo)率。所以硅鋼片也不希望有Ni。 Ni在我國早，價錢高。 Ni鋼氧化容易起鱗，所鎳鋼的氧化鐵皮粘在鋼表面上不易脫落。（3）一般合金鋼中的Ni含量：滲碳鋼：含C=0.150.25%Ni=14.5%調(diào)質(zhì)鋼：含C=0.350.55%Ni=11.75%不銹鋼：含Ni2% M體不銹鋼，含Ni=818% A體不銹鋼。含Ni=28% M-P體類不

50、銹鋼。耐熱不起皮鋼：含Ni達(dá)936%，屬A 體鋼。磁鋼：含Ni25%的（Ni25、Ni9Mn9等）為弱磁性鋼，用9301000淬火能很好不被磁化，可用于制機(jī)器，儀表等不應(yīng)被磁化零件（電機(jī)環(huán)、指南針盒、電阻等）。含Ni=2530%的是陳化磁性鋼，它具有非常高的磁性，當(dāng)殘余磁感應(yīng)為50007500高斯時，矯頑磁力可達(dá)500700奧斯特甚至1000，但它具有高的脆性（和硬度），所以多做鑄造磁鐵。含Ni=3537%的是恒范合金（不變合金）Ni=4244%的是類鉑合金。含Ni=5080%的是高導(dǎo)磁率的合金，（但要很純，才能發(fā)揮作用）5、Cr（1）鉻的有益作用：具有許多有價值的性能：高硬度、高強(qiáng)度、屈服點

51、、高的耐磨性而對塑性、韌性影響又不大，高的抗氧化性，耐蝕性，還能提高電阻和導(dǎo)磁率等等。1）Cr是中等碳化物形成元素，在所有各種碳化物中，鉻碳化物是最細(xì)小的一種，它可均勻地分布在鋼體積中，所以具有高的強(qiáng)度、硬度、屈服點和高的耐磨性。由于它能使組織細(xì)化而又均分布，所以塑性、韌性也好，這對工具鋼尤有價值。2）Cr的碳化物也較難溶解，在短時間加熱下有阻礙晶粒長大作用，長時間滲碳還會粗晶。所以可減小過熱敏感效應(yīng)。3）Cr可使A 體分解速度減緩，降低淬火時的臨界冷卻速度，因而有助于M體形成和提高M(jìn)體的穩(wěn)定性，所以Cr鋼均有優(yōu)良的淬透性，且淬火變形較小。注意：Cr是鐵素體形成元素，縮小區(qū)，所以在沒A體化元素

52、存在時，高Cr鋼將呈鐵素體組織。4）Cr與W或Mo結(jié)合，能使淬火鋼中殘余奧氏體增加，而有助于獲得需要粉碎程度的碳化物相。5）Cr能大大提高結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度和塑性，這種影響在Cr與Ni結(jié)合的鋼中尤其顯著。如12CrNi3N等。6）Cr12%時，有好的耐蝕性，再加89%的Ni，耐蝕性更會大大提高。Cr提高耐蝕能力的作用隨含碳量增加而會有所降低，因為Cr與C結(jié)合后不起作用。7) Cr2530%時,有好抗氧化性。如Cr=2728%即可作1300的熱電偶溫度計的防護(hù)罩，當(dāng)Cr與Si、Al結(jié)合時，甚至Cr相當(dāng)少而抗氧化性也很高。如Cr 610%+Si 23%就有高的耐熱性和抗氧性。8）Cr、Al結(jié)合（1Cr1

53、7AL5、Cr13AL4等）及Cr、Ni結(jié)合（如Cr15Ni60、Cr20Ni80等）均有很高的電阻。9）Cr能提高鋼的矯頑力和阻止鋼的組織時效，所以Cr鋼用于制造永久磁鐵。10）Cr價較低。11）因為Cr可形成穩(wěn)定的碳化物，減緩碳的擴(kuò)散和生成緊固的氧化皮膜，所以可降低脫碳作用。12）含Cr2.5%的多元素合金鋼。（18Cr3MoWVA、20Cr3MoWVA等）是良好的抗氫蝕鋼。含Cr0.08% 這是石墨鋼的要求，所以Cr是阻止石墨化的一種元素。含Cr1.2%低合金高強(qiáng)度鋼（一般Mn鋼和SiMn鋼）含Cr=0.51.65% 作軸承鋼（C1%）其合金含量低，價廉，而又具有高強(qiáng)度、高耐磨性、良好的耐疲勞性和淬透性，且熱處理也簡便。含Cr=310%的鋼Cr對鋼強(qiáng)度和韌性的影響是Cr2%時逐漸增強(qiáng)到2%時，強(qiáng)化作用最為顯著。但超過此限則會損害其熱強(qiáng)性。310%時最為明顯，當(dāng)含Cr12%時，則強(qiáng)度又復(fù)升高。但是當(dāng)含Cr量增至3%時，由于其馬氏體回火穩(wěn)定性顯著增高。所以有較高的硬度和耐磨性而用于模具。當(dāng)含Cr量增至3%時，其與含C1%的磁性配合也最好。所以又用作磁鋼。含Cr4%而與18%W及1%V結(jié)合可得到很好的紅硬性（620 HRC=60），所以廣泛用于高速工具鋼中，含Cr5%的鋼（含C1%）即可空氣中淬火。含Cr56%及含Cr610%且含Si23%的矽鉻鋼