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低合金高强钢中的合金元素
- 2018-12-22 -

1、合金元素

在钢中加入适当化学元素改变基体性能的方法称为合金化,为了合金化的目的而特定在钢中加入含量范围的化学元素称为合金元素。

低合金钢中常用的合金元素有Si、Mn、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr、Al、Co、Cu、B、RE等。P、S、N在某些情况下也可以起合金元素的作用。不同的国家所使用的合金元素与各国的资源条件有很大的关系。美国的结构钢中多含Ni元素,苏联多含Cr元素,德国多含Cr、Mn元素,日本则多含Cr、Mn、Mo等元素。我国是矿物资源丰富的国家,富产Mn、Si、Mo、W、V、B、RE等元素。钢中合金元素的含量各不相同,有的高达百分之几十,如Ni、Cr、Mn等;有的低至万分之几,如微量元素B等。

各种合金元素的作用如下:

锰(Mn)有很好的脱氧能力,能清除钢中的FeO,还能与S形成MnS,消除S的有害作用。这些反应产物大部分进入炉渣而被除去,小部分残留于钢中成为非金属夹杂物。因此Mn能改善钢的品质,降低钢的脆性,提高钢的热加工性能。Mn除了形成MnO和MnS作为杂质存在于钢中以外,在室温下Mn能溶于铁素体中,对钢有一定的强化作用。

硅(Si)脱氧能力比Mn强,是主要的脱氧剂,能消除FeO夹杂对钢的不良影响。Si能与FeO作用形成SiO2,然后进入炉渣而被排除。Si除了形成SiO2作为杂质存在于钢中之外,在室温下Si大部分溶于铁素体中,因此Si对钢有强化作用。

碳(C)是最能提高钢材强度的元素,但易于引起焊接淬硬及焊接裂纹,所以在保证强度的条件下,碳的加入量越少越好。低合金高强钢加入的元素有Si、Mn、Cu、Ni、Cr、Mo、V、Nb、B等,杂质元素P、S的含量要限制在较低的程度。

 

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