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不同合金元素含量對(duì)合金鋼性能的影響
2021-10-21
作為一個(gè)機(jī)械企業(yè),無論是參閱委托加工方的圖紙或者己方設(shè)計(jì)生產(chǎn)活動(dòng)中,都會(huì)碰到各種類鋼的選擇材質(zhì)的問題。根據(jù)適用的環(huán)境的不同,我們應(yīng)當(dāng)選擇不同種類的鋼。常用的鋼材有A3鋼、45鋼、Q235、Q34以及各種類合金鋼。
鋼如果按用途可分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊鋼,如果按化學(xué)成分可分為碳素鋼和合金鋼。碳素結(jié)構(gòu)鋼的含碳量一般不超過0.7%。含碳量低于0.25%的低碳鋼,它的強(qiáng)度極限和屈服極限較低,塑性較高,常用作制作螺釘、螺母;含碳量在0.3%~0.5%的中碳鋼,其綜合力學(xué)性能較好,既有較高的強(qiáng)度,又有一定的塑性和韌性,常用作受力較大的螺栓、齒輪、軸等;含碳量在0.55%~0.7%的高碳鋼,具有較高的強(qiáng)度和彈性,多用來制作普通的板彈簧,鋼絲繩等。
合金鋼是指為改善鋼的性能而特意加入了合金元素。合金鋼的性能不僅取決于化學(xué)成分,而且在更大程度上取決于適當(dāng)?shù)臒崽幚怼?yōu)質(zhì)合金鋼能夠滿足特殊的使用要求,較碳素結(jié)構(gòu)鋼機(jī)械性能好,但價(jià)格較貴,它們之間最主要的區(qū)別就是有無合金元素的加入。
不同合金元素含量對(duì)其性能的影響:
錳(Mn)能提高鋼的最大強(qiáng)度和硬度,能削弱和消除硫使鋼變脆的不良影響,煉鋼過程中,錳是良好的脫氧劑和脫硫劑。缺點(diǎn)是降低焊接性能和抗腐蝕能力。
鉻(Cr)能顯著提高鋼的強(qiáng)度和硬度,提高鋼的高溫機(jī)械性能,且鉻使得鋼具有良好的抗腐蝕性和抗氧化性,常用在不銹鋼和耐熱鋼的制造過程中。缺點(diǎn)是會(huì)提高鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度,促使鋼回火脆性提高。
鎳(Ni)是一種非常好的元素,能提高強(qiáng)度和硬度,而不降低鋼的韌性使鋼保持良好的塑性,有優(yōu)異的抗腐蝕性,在高溫下有防銹和耐熱能力。缺點(diǎn)是鎳是一種稀缺資源,故常采用其他合金元素代替鎳鉻鋼。
鉬(Mo)能使鋼的晶粒細(xì)化,提高淬透性(淬透性指鋼在一定條件下淬火時(shí)獲得淬透層深度的能力)和熱強(qiáng)性,在高溫時(shí)保持足夠的強(qiáng)度和抗蠕變(長期高溫下受到應(yīng)力發(fā)生形變成為蠕變)能力,抑制合金鋼由于淬火而引起的脆性。
釩(V)是鋼的優(yōu)良脫氧劑,使鋼的晶粒細(xì)化,提高強(qiáng)度和韌性。經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚硎固蓟飶浬⑽龀鰰r(shí),釩可提高鋼的高溫持久強(qiáng)度和蠕變抗力,價(jià)格雖較硅、錳、鈦、鉬略貴。
鎢(W)鎢熔點(diǎn)高(3410°),比重大,是貴生的合金元素。鎢與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性。在工具鋼加鎢,可顯著提高紅硬性和熱強(qiáng)性,作切削工具及鍛模具用。