合金元素對鋼的組織與性能的影響

　　

　　元素符號

　　

　　性能的影響

　　

　　Al

　　

　　主要用于脫氧和細(xì)化晶粒。在滲氮鋼中促使形成堅硬耐蝕的滲氮層。含量高時，賦予鋼高溫抗氧化性及耐氧化性。在耐熱合金中，與Ni形成Ni3

　　

　　C

　　

　　隨含量的增加提高鋼的硬度和強度，但降低其塑性與韌性

　　

　　Co

　　

　　有固溶強化作用，賦予鋼紅硬性，改善鋼的高溫性能和抗氧化及耐腐蝕的能力，為超硬高速鋼及高溫合金的重要元素。

　　

　　Cr

　　

　　增加鋼的淬透性并有二次硬化作用，提高高碳鋼的耐磨性。含量超過12%時，使鋼有良好的高溫抗氧化性且耐氧化性介質(zhì)腐蝕，并增加鋼的熱強性。為不銹耐酸及耐熱的主要合金化元素。

　　

　　Cu

　　

　　當(dāng)成分含量超過0.75%時，經(jīng)固溶和時效后可產(chǎn)生強化作用。含量低時，其作用于Ni相似，但較弱。含量高時，對熱壓力加工不利。在低碳低合金鋼中，特別與P同時存在時，可提高鋼的抗大氣腐蝕性能。2%-3%銅在奧氏體不銹鋼中可提高其對硫酸、磷酸及鹽酸等的抗腐蝕性及應(yīng)力腐蝕的穩(wěn)定性。

　　

　　H

　　

　　氫易使鋼出現(xiàn)白點等缺陷，也是導(dǎo)致焊縫熱影響區(qū)發(fā)生冷裂的重要因素，因此，應(yīng)采取一切可能的措施降低鋼中的含氫量。

　　

　　Mn

　　

　　與硫形成熔點較高的MnS，可防止因FeS而導(dǎo)致的熱脆現(xiàn)象。降低鋼的小臨界點，增加奧氏體冷卻時的過冷度，細(xì)化珠光體組織以及改善其力學(xué)性能，為低合金鋼的重要合金化元素之一。提高鋼的淬透性的作用，但有增加晶粒粗化和回火脆性的不利傾向。

　　

　　Mo

　　

　　阻抑奧氏體到珠光體轉(zhuǎn)變的能力更強，從而提高鋼的淬透性，并為貝氏體高強度鋼的重要合金化元素之一。在較高回火溫度下，有二次硬化作用，提高鋼的熱強性和蠕變強度。

　　

　　Ni

　　

　　固溶強化及提高淬透性的作用。細(xì)化鐵素體晶粒，在強度相同的條件下，提高鋼的塑性和韌性，特別是低溫韌性。與Cr、Mo等聯(lián)合使用，提高鋼的熱強性和耐蝕性，為熱強鋼及奧氏體不銹耐酸鋼的主要合金元素之一。

　　

　　O

　　

　　固溶與鋼中的數(shù)量極少，所以對鋼性能的影響并不顯著。查過溶解度部分的氧以各種夾雜的形式存在，對鋼的塑性及韌性不利，特別是對沖擊韌度及脆性轉(zhuǎn)折溫度不利

　　

　　P

　　

　　固溶強化及冷作硬化作用極強；與銅元素聯(lián)合使用，提高低合金高強度鋼的耐大氣腐蝕性能，但降低其冷沖壓性能。與S、Mn元素聯(lián)合使用，增加鋼的易切削性。在鋼中偏析嚴(yán)重，只能加鋼的回火脆性及冷淬敏感性。

　　

　　S

　　

　　提高S和Mn的含量可以改善鋼的易切削性。在鋼中偏析嚴(yán)重，惡化鋼的質(zhì)量，將導(dǎo)致鋼的熱脆。

　　

　　Si

　　

　　常用脫氧劑，對鐵素體的固溶強化作用僅次于P，提高鋼的電阻率，降低磁滯損耗，對磁導(dǎo)率也有所改善，為硅鋼片的主要合金元素。提高鋼的淬透性和抗回火性，對鋼的綜合力學(xué)性能，特別是彈性極限有利。

　　

　　V

　　

　　增加鋼的回火穩(wěn)定性并有強烈的二次硬化作用。具有細(xì)化晶粒的作用，所以對低溫沖擊韌性有利，碳化釩是金屬碳化物中更硬更耐磨的，可提高工具鋼的使用壽命，通過細(xì)化碳化物可以提高鋼的蠕變和持久強度。V、C含量比大于5.7是可防止或減輕介質(zhì)對不銹耐酸鋼的晶間腐蝕，并提高鋼抗高溫高壓氫腐蝕的能力，但對鋼高溫抗氧化性不利。

　　

　　W

　　

　　鎢具有二次硬化作用，賦予紅硬性，增加耐磨性，對鋼淬透性、回火穩(wěn)定性、力學(xué)性能及熱強性的影響與鉬相似。

　　

　　Ti

　　

　　固溶強化作用極強，但同時降低固溶體的韌性。固溶與奧氏體中提高鋼的淬透性的作用很強；有防止和減輕不銹耐酸鋼晶間和應(yīng)力腐蝕的作用。