碳鋼中各個(gè)元素的作用

1、碳素鋼中各個(gè)元素的作用二次硬化作用?？商岣吒咛间摰挠捕群湍湍バ远皇逛撟兇?；含量超過(guò)12%時(shí)。使鋼有良好的高溫抗氧化性和耐氧化性介質(zhì)腐蝕的作用。還增加鋼的熱強(qiáng)性，銘為不銹耐酸鋼及耐熱鋼的主要合金元素。銘能提高碳素鋼軋制狀態(tài)的強(qiáng)度和硬度。降低伸長(zhǎng)率和斷面收縮率。當(dāng)銘含量超過(guò)15%時(shí)，強(qiáng)度和硬度將下降，伸長(zhǎng)率和斷面收縮率則相應(yīng)地有所提高。含銘鋼的零件經(jīng)研磨容易獲得較高的表面加工質(zhì)量。銘在調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼中的主要作用是提高淬透性。使鋼經(jīng)淬火回火后具有較好的綜合力學(xué)性能，在滲碳鋼中還可以形成含銘的碳化物，從而提高材料表面的耐磨性。含銘的彈簧鋼在熱處理時(shí)不易脫碳。銘能提高工具鋼的耐磨性、硬度和紅硬性。有良好的

2、回火穩(wěn)定性。在電熱合金中，銘能提高合金的抗氧化性、電阻和強(qiáng)度。(1)對(duì)鋼的顯做組織及熱處理的作用A、銘與鐵形成連續(xù)固溶體，縮小奧氏體相區(qū)城。銘與碳形成多種碳化物，與碳的親和力大于鐵和鎰而低于鴇、鋁等.需與鐵可形成金屬間化合物b相(FeCr)B、銘使珠光體中碳的濃度及奧氏體中碳的極限溶解度減少G減緩?qiáng)W氏體的分解速度，顯著提高鋼的淬透性.但亦增加鋼的回火脆性?xún)A向(2)對(duì)鋼的力學(xué)性能的作用A提高鋼的強(qiáng)度和硬度時(shí)加入其他合金元素時(shí)，效果較顯著B(niǎo)、顯著提高鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度G在含銘量高的Fe-Cr合金中，若有。相析出，沖擊韌性急劇下降(3)對(duì)鋼的物理、化學(xué)及工藝性能的作用A、提高鋼的耐磨性，經(jīng)研磨，易獲得

3、較高的表面光潔度B、降低鋼的電導(dǎo)率，降低電阻溫度系數(shù)G提高鋼的矯頑力和剩余磁感.廣泛用于制造永磁鋼D、銘促使鋼的表面形成鈍化膜，當(dāng)有一定含量的銘時(shí)，顯著提高鋼的耐腐蝕性能(特別是硝酸)。若有銘的碳化物析出時(shí)，使鋼的耐腐蝕性能下降E、提高鋼的抗氧化性能F、銘鋼中易形成樹(shù)枝狀偏析，降低鋼的塑性G、由于銘使鋼的熱導(dǎo)率下降，熱加工時(shí)要緩慢升溫，鍛、軋后要緩冷(4)在鋼中的應(yīng)用A、合金結(jié)構(gòu)鋼中主要利用銘提高淬透性，并可在滲碳表面形成含銘碳化物以提高耐磨性B、彈簧鋼中利用銘和共他合金元素一起提供的綜合性能G軸承鋼中主要利用銘的特殊碳化物對(duì)耐磨性的貢獻(xiàn)及研磨后表面光沽度高的優(yōu)點(diǎn)D、工具鋼和高速鋼中主要利用需

4、提高耐磨性的作用，并具有一定的回火穩(wěn)定性和韌性E、不銹鋼、耐熱鋼中銘常與鎰、氮、饃等聯(lián)合便用，當(dāng)需形成奧氏體鋼時(shí)，穩(wěn)定鐵素體的需與穩(wěn)定奧氏體的鎰、饃之間須有一定比例，如Cr18Ni9等F、我國(guó)需資源較少.應(yīng)盡量節(jié)省銘的使用2、鋁(Mo)鋁在鋼中能提高淬透性和熱強(qiáng)性。防止回火脆性，增加剩磁和矯頑力以及在某些介質(zhì)中的抗蝕性。在調(diào)質(zhì)鋼中，鋁能使較大斷面的零件淬深、淬透，提高鋼的抗回火性或回火穩(wěn)定性，使零件可以在較高溫度下回火，從而更有效地消除(或降低)殘余應(yīng)力，提高塑性。在滲碳鋼中鋁除具有上述作用外，還能在滲碳層中降低碳化物在晶界上形成連續(xù)網(wǎng)狀的傾向，減少滲碳層中殘留奧氏體，相對(duì)地增加了表面層的耐磨

5、性。在鍛模鋼中，鋁還能保持鋼有比較穩(wěn)定的硬度，增加對(duì)變形、開(kāi)裂和磨損等的抗力。在不銹耐酸鋼中，鋁能進(jìn)一步提高對(duì)有抗酸(如蟻酸、醋酸、草酸等)以及過(guò)氧化氫、硫酸，亞硫酸、硫酸鹽、酸性染料、漂白粉液等的抗蝕性。特別是由于鋁的加入，防止了氯離子存在所產(chǎn)生的點(diǎn)腐蝕傾向。含1%左右鋁的W12Cr4V4Mo高速鋼具有高的耐磨性、回火硬度和紅硬性等。(1)對(duì)鋼的顯做組織及熱處理的作用A、鋁在鋼中可固溶于鐵素體、奧氏體和碳化物中，它是縮小奧氏體相區(qū)的元素B、當(dāng)鋼含量較低時(shí)，與鐵、碳形成復(fù)合的滲碳體；含量較高時(shí)可形成鋼的特殊碳化物G鋁提高鋼的淬透性，其作用較銘強(qiáng).而稍遜于鎰D、鋁提高鋼的回火穩(wěn)定性，作為單一合金

6、元素存在時(shí)，增加鋼的回火脆性；與銘、鎰等并存時(shí)，鋁又降低或抑止因其他元素所導(dǎo)致的回火脆性(2)對(duì)鋼的力學(xué)性能的作用A鋁對(duì)鐵素體有固溶強(qiáng)化作用.同時(shí)也提高碳化物的穩(wěn)定性.從而提高鋼的強(qiáng)度B、鋁對(duì)改善鋼的延展性和韌性以及耐磨性起到有利作用G由于鋁使形變強(qiáng)化后的軟化和恢復(fù)溫度以及再結(jié)晶溫度提高,并強(qiáng)烈提高鐵素體的蠕變抗力，有效抑制滲碳體在450-600C下的聚集.促進(jìn)特殊碳化物的析出，因而成為提高鋼的熱強(qiáng)性的最有效的合金元素(3)對(duì)鋼的物理、化學(xué)及工藝性能的作用A、在含碳1.5%的磁鋼中，2%-3%的鋼提高剩余磁感和矯頑力B、在還原性酸及強(qiáng)氧化性鹽溶液中都能使鋼表面鈍化.因此鋁可以普遍提高鋼的抗蝕性

7、能，防止鋼在氯化物溶液中的點(diǎn)蝕G電目含量較高(3%)時(shí)使鋼的抗氧化性惡化D、含鋁不超過(guò)8%的鋼仍可以鍛、軋，但含量較高時(shí)，鋼對(duì)熱加工的變形抗力增高(4)在鋼中的應(yīng)用A、在調(diào)質(zhì)和滲碳結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、軸承鋼、工具鋼、不銹耐酸鋼、耐熱鋼、磁鋼中都得到了廣泛應(yīng)用B、銘鋁鋼在許多情況下可代替銘?zhàn)x鋼來(lái)制造重要的部件G我國(guó)富產(chǎn)鋁，但在世界范圍內(nèi)的儲(chǔ)量并不豐富。含鋁鋼在我國(guó)應(yīng)適當(dāng)發(fā)展，但鋁是重要戰(zhàn)略物資，應(yīng)注意合理和節(jié)約使用3、硅(Si)硅能溶于鐵素體和奧氏體中提高鋼的硬度和強(qiáng)度，其作用僅次于磷，較鎰、饃、銘、鴇、鋁和鋰等元素強(qiáng)。但含硅超過(guò)3%時(shí)，將顯著降低鋼的塑性和韌性。硅能提高鋼的彈性極限、屈服強(qiáng)度和屈服

8、比(os/bb)及疲勞強(qiáng)度和疲勞比(-1/bb#,這是硅或硅鎰鋼可作為彈簧鋼種的緣故。硅能降低鋼的密度、熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率。能促使鐵素體晶粒粗化。降低矯頑力。有減小晶體的各向異性?xún)A向,使磁化容易，磁阻減小，可用來(lái)生產(chǎn)電工用鋼，所以硅鋼片的磁滯損耗較低，硅能提高鐵素體的磁導(dǎo)率，使硅鋼片在較弱磁場(chǎng)下有較高的磁感強(qiáng)度。但在強(qiáng)磁場(chǎng)下，硅降低鋼的磁感強(qiáng)度。硅因有強(qiáng)的脫氧力，從而減小了鐵的磁時(shí)效作用。含硅的鋼在氧化氣氛中加熱時(shí)，表面將形成一層SO2薄膜，從而提高鋼在高溫時(shí)的抗氧化性。硅能促使鑄鋼中的柱狀晶成長(zhǎng)，降低塑性。硅鋼若加熱或冷卻較快，由于熱導(dǎo)率低，鋼的內(nèi)部和外部溫差較大，因而易裂。硅能降低鋼的焊接性能

9、。因?yàn)榕c氧的親合力硅比鐵強(qiáng)，在焊接時(shí)容易生成低熔點(diǎn)的硅酸鹽，增加熔渣和熔化金屬的流動(dòng)性，引起噴濺現(xiàn)象，影響焊縫質(zhì)量。硅是良好的脫氧劑。用鋁脫氧時(shí)酌加一定量的硅，能顯著提高鋁的脫氧能力。硅在鋼中本來(lái)就有一定的殘存，這是由于煉鐵煉鋼作為原料帶入的。在沸騰鋼中，硅限制在V0.07%,有意加入時(shí)，則在煉鋼時(shí)加入硅鐵合金。(1)對(duì)鋼的顯做組織及熱處理的作用A、作為鋼中的合金元素，其含量一般不低于0.4%。以固溶體形態(tài)存在于鐵素體或奧氏體中，縮小奧氏體相區(qū)B、提高退火、正火和淬火溫度，在亞共析鋼中提高淬透性G硅不形成碳化物，有強(qiáng)烈的促進(jìn)碳的石墨化的作用，在硅含量較高的中碳和高碳鋼中，如不含有強(qiáng)碳化物形成元

10、素，易在一定溫度條件下發(fā)生石墨化D、在滲碳鋼中，硅減小滲碳層厚度和碳的濃度E、硅對(duì)鋼水有良好脫氧作用(2)對(duì)鋼的力學(xué)性能的作用A提高鐵素體和奧氏體的硬度和強(qiáng)度，其作用較Mn、Ni、Cr.W、Mo、V等更強(qiáng);顯著提高鋼的彈性極限、屈服強(qiáng)度和屈強(qiáng)比(os/bb滸提高應(yīng)勞強(qiáng)度和疲勞比(Mbb)B、硅含量超過(guò)3%時(shí)顯著降低鋼的塑性和韌性；硅提高塑/脆轉(zhuǎn)變溫度G硅易使鋼中形成帶狀組織，使橫向性能低于縱向性能D、改善鋼的耐磨性能(3)對(duì)鋼的物理、化學(xué)及工藝性能的作用A、降低鋼的密度、熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率和電阻溫度系數(shù)B、硅鋼片的渦流損耗量顯著低于純鐵，矯頑力、磁阻和磁滯損耗較低.磁導(dǎo)率和磁感強(qiáng)度較高。但在強(qiáng)磁場(chǎng)

11、中，硅降低磁感強(qiáng)度G提高高溫時(shí)鋼的抗氧化性能，但硅含量高時(shí)，表面脫碳加劇D、硅含量超過(guò)2.5%的鋼，其變形加工較為困難E、硅降低鋼的可焊性(4)在鋼中的應(yīng)用A、在普通低合金鋼中提高強(qiáng)度，改善局部腐蝕抗力，在調(diào)質(zhì)鋼中提高淬透性和抗回火性，是多元合金結(jié)構(gòu)鋼中的主要合金組元之一B、硅含量為0.5%-2.8%的SiMn或SiMnB鋼(碳含量0.5%-0.7%)廣泛用于高載荷彈黃材料，同時(shí)加人W、V、Mo、Nb、Cr等強(qiáng)碳化物形成元素G硅鋼片為含硅1.O%-4.5%的低碳和超低碳鋼，用于電機(jī)和變壓器D、在不銹鋼和耐蝕鋼中，與Mo、W、Cr、Al、Ti、N等配合，提高抗蝕和抗高溫氧化能力E、硅含量較高的石

12、墨鋼用于冷作模具材料4、鎰(Mn)鎰是良好的脫氧劑和脫硫劑。鋼中一般都含有一定量的鎰，它能消除或減弱由于硫所引起的鋼的熱脆性，從而改善鋼的熱加工性能。鎰和鐵形成固溶體，提高鋼中鐵素體和奧氏體的硬度和強(qiáng)度；同時(shí)又是碳化物形成元素，進(jìn)入滲碳體中取代一部分鐵原子。鎰在鋼中由于降低臨界轉(zhuǎn)變溫度。起到細(xì)化珠光體的作用。也間接地起到提高珠光體鋼強(qiáng)度的作用；鎰穩(wěn)定奧氏體組織的能力僅次于饃，也強(qiáng)烈增加鋼的淬透性。已用含量不超過(guò)2%的鎰與其他元素配合制成多種合金鋼。鎰具有資源豐富、效能多樣的特點(diǎn)，獲得了廣泛的應(yīng)用，如含鎰?shì)^高的碳素結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼。在高碳高鎰耐磨鋼中。鎰含量可達(dá)10%14%,經(jīng)固溶處理后有良好的韌

13、性，當(dāng)受到?jīng)_擊而變形時(shí)，表面層將因變形而強(qiáng)化，具有高的耐磨性。鎰與硫形成熔點(diǎn)較高的MnSo可防止因FeS而導(dǎo)致的熱脆現(xiàn)象。鎰?dòng)性黾愉摼Я４只膬A向和回火脆性敏感性。若冶煉澆鑄和鍛軋后冷卻不當(dāng)，容易使鋼產(chǎn)生白點(diǎn)。(1)對(duì)鋼的顯做組織及熱處理的作用A、鎰是良好的脫氧劑和脫硫劑，工業(yè)用鋼中一般均含有一定量的鎰B、鎰固溶于鐵素體和奧氏體中.擴(kuò)大奧氏體區(qū)，使臨界溫度A4點(diǎn)升高，A3點(diǎn)降低，(“+如不移.當(dāng)鎰含量超過(guò)12%時(shí)，上臨界點(diǎn)降至室溫以下，使鋼在室溫時(shí)形成單一奧氏體組織。在降低共析溫度同時(shí)，使共析體中的碳含量減少G鎰強(qiáng)烈降低鋼的Ar1和馬氏體轉(zhuǎn)變溫度(其作用僅次于碳)和鋼中相變的速度，提高鋼的淬透

14、性，增加殘余奧氏體含量D、使鋼的調(diào)質(zhì)組織均勻、細(xì)化，避免了滲碳層中碳化物的聚集成塊，但增大了鋼的過(guò)熱敏感性和回火脆性?xún)A向E、鎰是弱碳化物形成元素(2)對(duì)鋼的力學(xué)性能的作用A、鎰強(qiáng)化鐵素體或奧氏體的作用不及碳，磷、硅，在增加強(qiáng)度的同時(shí)，對(duì)延展性無(wú)影響B(tài)、由于細(xì)化了珠光體，顯著提高低碳和中碳珠光體鋼的強(qiáng)度，使延展性有所降低G通過(guò)提高淬透性而提高了調(diào)質(zhì)處理索氏體鋼的力學(xué)性能D、在嚴(yán)格控制熱處理工藝、避免過(guò)熱時(shí)的晶粒長(zhǎng)大以及回火脆性的前提下，鎰不會(huì)降低鋼的韌性(3)對(duì)鋼的物理、化學(xué)及工藝性能的作用A、隨鎰含量的增加，鋼的熱導(dǎo)率急劇下降，線(xiàn)脹系數(shù)上升，使快速加熱或冷卻時(shí)形成較大內(nèi)應(yīng)力，工件開(kāi)裂傾向增大B

15、、使鋼的電導(dǎo)率急劇降低，電阻率相應(yīng)增大，電阻溫度系數(shù)下降G使矯頑力增大，飽和磁感、剩余磁感和磁導(dǎo)率均下降，因而鎰對(duì)永磁合金有利，對(duì)軟磁合金有害D、鎰含量很高時(shí)，鋼的抗氧化性能下降E、使鋼中的硫形成較高熔點(diǎn)的MnS,避免了晶界上的FeS薄膜，消除鋼的熱脆性，改善熱加工性能F、高鎰奧氏體鋼的變形阻力較大，且鋼錠中柱狀結(jié)晶明顯，鍛軋時(shí)較易開(kāi)裂G、由于提高了淬透性和降低了馬氏體轉(zhuǎn)變溫度，對(duì)焊接性能有不利影響。在適當(dāng)范圍內(nèi)應(yīng)降低碳含量(4)在鋼中的應(yīng)用A、易切削鋼中常有適量的鎰和磷，MnS夾雜使切屑易于碎斷B、普通低合金鋼中利用鎰來(lái)強(qiáng)化鐵素體和珠光體，提高鋼的強(qiáng)度，鎰含量一般為1%-2%G滲碳和調(diào)質(zhì)合金

16、結(jié)構(gòu)鋼的許多系列中含有不超過(guò)2%的鎰D、彈簧鋼、軸承鋼和工具鋼中利用鎰強(qiáng)烈提高淬透性的作用，可采用油淬和空冷的淬火工藝，減少開(kāi)裂、扭曲和變形E、耐磨鋼、無(wú)磁鋼、不銹鋼、耐熱鋼，包括高碳高鎰耐磨鑄鋼(C:1.0%-1.4%,Mn:10%-14%),中碳高鎰無(wú)磁鋼(C:0.3%-0.6%,Mn:18%-19%),低碳高鎰不銹鋼(有Cr,無(wú)Ni或少Ni),高鎰耐熱鋼(以Mn代Ni的耐熱不起皮鋼，或含有Al、Mo、V等)5、硫(S)提高硫和鎰的含量，可改善鋼的被切削性能，在易切削鋼中硫作為有益元素加入。硫在鋼中偏析嚴(yán)重，惡化鋼的質(zhì)量。在高溫下，降低鋼的塑性，是一種有害元素，它以熔點(diǎn)較低的FeS的形式存

17、在；單獨(dú)存在的FeS的熔點(diǎn)只有1190C,而在鋼中與鐵形成共晶體的共晶溫度更低，只有988C,當(dāng)鋼凝固時(shí)，硫化鐵析集在原生晶界處。鋼在1100-1200C進(jìn)行軋制時(shí)，晶界上的FeS就將熔化，大大地削弱了晶粒之間的結(jié)合力，導(dǎo)致鋼的熱脆現(xiàn)象。因此對(duì)硫應(yīng)嚴(yán)加控制，一般控制在0.020%-0.050%。為了防止因硫?qū)е碌拇嘈?，?yīng)加入足夠的鎰，使其形成熔點(diǎn)較高的MnSo若鋼中含硫量偏高，焊接時(shí)由于SO2的產(chǎn)生，將在焊接金屬內(nèi)形成氣孔和疏松，(1)對(duì)鋼的顯做組織及熱處理的作用A、氮和碳一樣可固溶于鐵，形成間隙式的固溶體B、氮擴(kuò)大鋼的奧氏體相區(qū)，是一種很強(qiáng)的形成和穩(wěn)定奧氏體的元素，具效力約20倍于饃，在-定

18、限度內(nèi)可代替一部分饃用于鋼中G滲入鋼表面的氮與銘、鋁、鈕、鈦等元素可化合成極穩(wěn)定的氮化物，成為表而硬化和強(qiáng)化元素D、氮使高銘和高銘?zhàn)x鋼的組織致密堅(jiān)實(shí)E、鋼中殘留氮量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致宏觀組織疏松或氣孔(2)對(duì)鋼的力學(xué)性能的作用A、氮有固溶強(qiáng)化作用B、含氮鐵素體鋼中，在快冷后的回火或在室溫長(zhǎng)時(shí)間停留時(shí)，由于析出超顯微氮化物，可發(fā)生沉淀硬化過(guò)程？氮也使低碳鋼發(fā)生應(yīng)變時(shí)效現(xiàn)象。在強(qiáng)度和硬度提高的同時(shí)，鋼的韌性下降，缺口敏感性增加，氮導(dǎo)致鋼的脆性的特件近似磷，其作用遠(yuǎn)大于磷、氮也是導(dǎo)致鋼產(chǎn)生藍(lán)脆的主要原因G提高高銘和高銘?zhàn)x鋼的強(qiáng)度，而塑性并不降低，沖擊韌性還有顯著提高D、氮還能提高鋼的蠕變和高溫持久強(qiáng)度(3)對(duì)鋼的物理、化學(xué)及工藝性能的作用A、