太全面了!49種元素對鋼鐵性能的影響!
元素1:H(氫)

對鋼鐵性能的影響:
H是一般鋼中最有害的元素,鋼中溶有氫會引起鋼的氫脆、白點等缺陷。氫與氧、氮一樣,在固態(tài)鋼中溶解度極小,在高溫時溶入鋼液,冷卻時來不及逸出而積聚在組織中形成高壓細(xì)微氣孔,使鋼的塑性、韌度和疲勞強(qiáng)度急劇降低,嚴(yán)重時會造成裂紋、脆斷。“氫脆”主要出現(xiàn)在馬氏體鋼中,在鐵氧體鋼中不十分突出,一般與硬度和含碳量一起增加。
另一方面,H能提高鋼的磁導(dǎo)率,但也會使矯頑力和鐵損增加(加H后矯頑力可增大0.5~2倍)。
元素2:B(硼)

對鋼鐵性能的影響:
B在鋼中的主要作用是增加鋼的淬透性,從而節(jié)約其他較稀貴的金屬,與鎳、鉻、鉬等。為了這一目的,其含量一般規(guī)定在0.001%~0.005%范圍內(nèi)。它可以代替1.6%的鎳、0.3%的鉻或0.2%的鉬,以硼代鉬應(yīng)注意,因鉬能防止或降低回火脆性,而硼卻略有促進(jìn)回火脆性的傾向,所以不能用硼將鉬完全代替。
中碳碳素鋼中加硼,由于提高了淬透性,可使厚20mm以上的鋼材調(diào)質(zhì)后性能大為改善,因此,可用40B和40MnB鋼代替40Cr,可用20Mn2TiB鋼代替20CrMnTi滲碳鋼。但由于硼的作用隨鋼中碳的含量的增加而減弱,甚至消失,在選用含硼滲碳鋼時,必須考慮到零件滲碳后,滲碳層的淬透性將低于芯部的淬透性的這一特點。
彈簧鋼一般要求完全淬透,通常彈簧面積不大,采用含硼鋼有利。對高硅彈簧鋼硼的作用波動較大,不便采用。
硼和氮及氧有強(qiáng)的親和力,沸騰鋼中加入0.007%的硼,可以消除鋼的時效現(xiàn)象。
元素3:C(碳)

對鋼鐵性能的影響:
C是僅次于鐵的主要元素,它直接影響鋼材的強(qiáng)度、塑性、韌性和焊接性能等。 當(dāng)鋼中含碳量在0.8%以下時,隨著含碳量的增加,鋼材的強(qiáng)度和硬度提高,而塑性和韌性降低;但當(dāng)含碳量在1.0%以上時,隨著含碳量的增加,鋼材的強(qiáng)度反而下降。
隨著含碳量的增加,鋼材的焊接性能變差(含碳量大于0.3%的鋼材,可焊性顯著下降),冷脆性和時效敏感性增大,耐大氣銹蝕性下降。
元素4:N(氮)

對鋼鐵性能的影響:
N對鋼材性能的影響與碳、磷相似,隨著氮含量的增加,可使鋼材的強(qiáng)度顯著提高,塑性特別是韌性也顯著降低,可焊性變差,冷脆性加劇;同時增加時效傾向及冷脆性和熱脆性,損壞鋼的焊接性能及冷彎性能。因此,應(yīng)該盡量減小和限制鋼中的含氮量。一般規(guī)定氮含量應(yīng)不高于0.018%。
氮在鋁、鈮、釩等元素的配合下可以減少其不利影響,改善鋼材性能,可作為低合金鋼的合金元素使用。有些牌號的不銹鋼,適當(dāng)增加N的含量,可以減少Cr的使用量,可以有效降低成本。
元素5:O(氧)

對鋼鐵性能的影響:
O在鋼中是有害元素。它是在煉鋼過程中自然進(jìn)入鋼中的,盡管在煉鋼末期要加入錳、硅、鐵和鋁進(jìn)行脫氧,但不可能除盡。鋼水凝固期間,溶液中氧和碳反應(yīng)會生成一氧化碳,可以造成氣泡。氧在鋼中主要以FeO、MnO、SiO2、Al2O3等夾雜形式存在,使鋼的強(qiáng)度、塑性降低。尤其是對疲勞強(qiáng)度、沖擊韌性等有嚴(yán)重影響。
氧會使硅鋼中鐵損增大,磁導(dǎo)率及磁感強(qiáng)度減弱,磁時效作用加劇。
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