合金元素對鋼的組織與性能的影響-Si/Mn
瀏覽量
合金元素對鋼的組織與性能的影響-Si/Mn
對鋼的顯微組織及熱處理的作用
1）作為鋼中的合金元素,其質(zhì)量分數(shù)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)；
2）提高退火、正火和淬火溫度，在亞共析鋼中提高淬透性；
3）硅不能形成碳化物，有強烈的促進碳的石墨化作用，在硅含量較高的中碳和高碳鋼中，如不含有強碳化物形成元素，易在一定溫度條件下發(fā)生石墨化；
4）在滲碳鋼中，硅減小滲碳層厚度和碳的濃度；
5）硅對鋼液有良好脫氧作用。對鋼的力學(xué)性能的作用
1）提高鐵素體和奧氏體的硬度和強度其作用較 Mn、Ni、Cr、W、Mo、V等更強；顯著提高鋼的彈性極限、屈服強度和屈強比，并提高疲勞強度和疲勞比；
2）硅的質(zhì)量分數(shù)超過3%時顯著降低鋼的塑性和韌性；硅提高韌脆轉(zhuǎn)變溫度；
3）硅易使鋼中形成帶狀組織，使橫向性能低于縱向性能；
4）改善鋼的耐磨性能。
對鋼的物理、化學(xué)及工藝性能的作用
1）降低鋼的密度、熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率和電阻溫度系數(shù)；
2）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)率和磁感強度較高。但在強磁場中，硅降低磁感強度；
3）提高高溫時鋼的抗氧化性能，但硅含量高時，表面脫碳加??；
5）硅降低鋼的焊接性；
在鋼中的作用
1）在普通低合金鋼中提高強度，改善局部耐蝕性，在調(diào)質(zhì)鋼中提高淬透性和耐回火性，是多遠合金結(jié)構(gòu)鋼中的主要合金元素之一；
2）硅的質(zhì)量分數(shù)為0.5%~2.8%的SiMn或SiMnB鋼廣泛用于高載荷彈簧材料，同時加入W、V、Mo、Nb、Cr等強碳化物形成元素；
3）硅鋼片為硅的質(zhì)量分數(shù)為1.0%~4.5%的低碳和超低碳鋼，用于電機和變壓器；
4）在不銹鋼和耐蝕鋼中，與Mo、W、Cr、Al、Ti、N等配合，提高耐蝕性和抗高溫氧化能力；
5）硅含量較高的石墨鋼用于冷作模具材料。
對鋼的顯微組織及熱處理的作用
1）錳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錳；
2）錳股溶于鐵素體和奧氏體中，擴大奧氏體區(qū)，使臨界溫度A4點升高，A3點降低，（α和γ）區(qū)下移，當(dāng)錳的質(zhì)量分數(shù)超過12%時，上臨界點降至室溫以下，使鋼在室溫時形成單一奧氏體組織。在降低共析溫度時，使共析體中的碳含量減少；
3）錳劇烈降低鋼的Ar1和馬氏體轉(zhuǎn)變溫度（其作用僅次于碳）和鋼中相變的速率，提高鋼的淬透性，增加殘留奧氏體含量
4）使鋼的調(diào)質(zhì)組織均勻、細化，變了滲碳層中碳化物的聚集成塊，但增大了高的過熱敏感性和回火脆性傾向；
5）錳是弱碳化物形成元素。對鋼的力學(xué)性能的作用
1）錳強化鐵素體或奧氏體的作用不及碳、磷、硅，在增加強度的同時，對延展性無影響；
2）錳可細化珠光體，顯著提高低碳和中碳珠光體鋼的強度，使延展性有所降低；
3）通過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；
4）在嚴格控制熱處理工藝、避免過熱時的晶粒長大以及回火脆性的前提下，錳不會降低鋼的韌性。
對鋼的物理、化學(xué)及工藝性能的作用
1）隨錳含量的增加，鋼的熱導(dǎo)率急劇下降，線膨脹系數(shù)上升，使快讀加熱或冷卻時形成較大內(nèi)應(yīng)力，工件開裂清晰增大；
2）使鋼額電導(dǎo)率急劇下降，電阻率相應(yīng)增大，電阻溫度系數(shù)下降；
3）使矯頑力增大，飽和磁感、剩余磁感和磁導(dǎo)率均下降，因而錳對永磁合金有利，對軟磁合金有害；
4）錳含量很高時，鋼的抗氧化性能降低；
5）使鋼中的硫形成較高熔點的MnS，避免了境界上的FeS薄膜，消除鋼的熱脆性，改善熱加工性能；
6）高錳奧氏體鋼的變形阻力較大，且鋼錠柱狀結(jié)晶明顯，鍛軋時較易開裂；
7）由于提高了淬透性和降低了馬氏體轉(zhuǎn)變溫度，對焊接性能有不利影響。在適當(dāng)范圍內(nèi)降低碳含量。
在鋼中的作用
1）易切削鋼中常有適量的錳和磷，MnS夾雜物使切屑易于脆斷；
2）普通低合金鋼中利用錳來強化鐵素體和珠光體，提高鋼的強度，錳的質(zhì)量分數(shù)一般為1%~2%；
3）滲碳和調(diào)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼額許多系列中含量質(zhì)量分數(shù)不超過2%的錳；
4）彈簧鋼、軸承鋼和工具鋼中利用錳強烈提高淬透性的作用，可采用油淬和空冷的淬火工藝，減少開裂、扭曲和變形；
5）耐磨鋼、無磁鋼、不銹鋼、耐熱鋼，包括高碳高錳耐磨鑄鋼（錳的質(zhì)量分數(shù)10%~14%），中碳高錳無磁鋼（錳的質(zhì)量分數(shù)為18%~19%），高錳耐熱鋼（以Mn代替Ni的耐熱鋼，或含有Al、Mo、V等）。
螺栓,緊固件,螺絲,螺釘