【HTT·技术资讯】各合金元素对钢材性能的影响

时间:2023-8-4 11:25:06    浏览人次:

 

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在金属切削加工过程经常出现各种各样的问题,对材料成分分析不可避免。

钢材中所含的元素很多,除了主要成分铁和碳外,还含有少量的硅、锰、硫、磷、氧、氮以及一些合金元素等,这些合金元素它的含量虽少,但是决定钢材的产品性能和加工性能影响很大。

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下面介绍一些关于钢中合金元素的影响知识,可能会对于分析问题原因有所帮助。


1.碳(C)

出现在所有的钢中,是基本的硬化元素。一般随着碳含量的增加,钢的硬度相应提高,但是它的可塑性和韧性就越差。
低碳钢含碳量小于0.25%,中碳钢含碳量为0.25%-0.6%;高碳钢,含碳量在0.6%以上。高碳钢比低碳钢更硬、强度更高,常用于制造要求强度高、耐磨的工具和机械零件。
另一方面,低碳钢更具延展性和延展性,使其更容易成型。一般低碳钢需要在淬火前表面渗碳。

2.锰(Mn)

作为五大合金元素之一,增加钢的强度和淬透性,提高渗碳时的碳渗透率。一般钢中含锰0.30-0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢",较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能。
 如16Mn钢比A3屈服点高40%,加锰生产的弹簧钢、工具钢、轴承钢,具有良好的热处理性能。含锰量很高的高合金钢(高锰钢,锰量11-14%)具有良好的耐磨性。但是,高锰钢由于加工硬化现象,刀具容易磨损。

3.磷(P)

增加强度和硬度,但也会牺牲钢的延展性。在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。
因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低。另一方面,在低碳钢中含有较高的硫和磷,能使其切削易断,对改善钢的可切削性是有利的。

4.硫(S)

硫在通常情况下也是有害元素.使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。
硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性.所以通常要求硫含量小于0.055%,优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。

5.硅(Si)

在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。
在调质结构钢中加入1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。含硅1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片,硅量增加,会降低钢的焊接性能。

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