❶ 合金钢都有哪些主要元素,各有什么作用
合金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等。其中钒、钛、铌、锆等在钢中是强碳化物形成元素,只要有足够的碳,在适当条件下,就能形成各自的碳化物,当缺碳或在高温条件下,则以原子状态进入固溶体中;锰、铬、钨、钼为碳化物形成元素,其中一部分以原子状态进入固溶体中,另一部分形成置换式合金渗碳体;铝、铜、镍、钴、硅等是不形成碳化物元素,一般以原子状态存在于固溶体中。
合金元素的作用:
1、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳含量超过0.23%时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
2、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。
3、锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,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%。含锰11-14%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。
4、磷(P):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%,优质钢要求更低些。
5、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。
6、铬(Cr):在结构钢和工具钢中,铬能显著提高强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,因而是不锈钢,耐热钢的重要合金元素。
7、镍(Ni):镍能提高钢的强度,而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力,在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源,故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。
8、钼(Mo):钼能使钢的晶粒细化,提高淬透性和热强性能,在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力,发生变形,称蠕变)。结构钢中加入钼,能提高机械性能。还可以抑制合金钢由于淬火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。
9、钛(Ti):钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密,细化晶粒力;降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛,可避免晶间腐蚀。
10、钒(V):钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒,提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物,在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。
11、钨(W):钨熔点高,比重大,是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨,可显著提高红硬性和热强性,作切削工具及锻模具用。
12、铌(Nb):铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性,提高强度,但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌,可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌,可防止晶间腐蚀现象。
13、钴(Co):钴是稀有的贵重金属,多用于特殊钢和合金中,如热强钢和磁性材料。
14、铜(Cu):武钢用大冶矿石所炼的钢,往往含有铜。铜能提高强度和韧性,特别是大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆,铜含量超过0.5%塑性显著降低。当铜含量小于0.50%对焊接性无影响。
15、铝(Al):铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝,可细化晶粒,提高冲击韧性,如作深冲薄板的08Al钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能,铝与铬、硅合用,可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。
16、硼(B):钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能,提高强度。
17、氮(N):氮能提高钢的强度,低温韧性和焊接性,增加时效敏感性。
18、稀土(Xt):稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。这些元素都是金属,但他们的氧化物很象“土”,所以习惯上称稀土。钢中加入稀土,可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质,从而改善了钢的各种性能,如韧性、焊接性,冷加工性能。在犁铧钢中加入稀土,可提高耐磨性。
❷ 与非合金钢相比 合金钢有哪些优点
在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金。根据添加元素的不同,并采取适当的加工工艺,可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。合金钢中由于含有不同种类和数量的合金元素,并采取适 高级合金钢丸 当的工艺措施,便可分别具有较高的强度、韧性、淬透性、耐磨性、耐蚀性、耐低温性、耐热性、热强性、红硬性等特殊性能。为了得到或改善某些性能,在碳素钢的基础上添加适量的一种或多种合金元素的铁碳合金叫合金钢。世界各国对合金钢中合金元素的限量范围各不相同。。
非合金钢是指钢中各元素含量低于规定值的铁碳合金。(碳钢)不仅价格低廉,容易加工,而且能满足一般工程结构和机械零件的使用性能要求,是最广泛应用的材料。
❸ 什么叫非合金钢,低合金钢和合金钢
对钢规定的任一元素的规定含量都符合非合金钢、低合金钢、合金钢相应元素的界限值范围,称这些钢为非合金钢、低合金钢和合金钢。
①非合金钢包括碳素钢(普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、碳素弹簧钢、易切削碳素结构钢)、纯铁(电工用纯铁、原料纯铁)及其他具有特殊性能的专用的非台金钢。
②不规定热处理,但退火、正火、消除应力及软化处理不作为热处理对待。
❹ 什么是非合金钢
非合金钢,是按照钢的组成成分划分的。
非合金钢是引用国际标准ISO 4948—1《钢分类第1部分:根据化学成分钢分为非合金钢和合金钢》和ISO 4948—2《钢分类第2部分:非合金钢和合金钢按主要质量级别和主要性能及使用特性分类》的通用术语。非合金钢不但包括碳素钢,还包括电工用钢及其它具有特殊性能的钢。
非调质钢则是以钢的供应状态是否需要经过调质热处理而划分的,与上述的非合金钢不是一个概念。
非调质钢是在钢中加入微量元素V、Ti等,通过控锻(轧)工艺,使合金元素以C、N化合物弥散析出,使钢达到调质强度水平,从而省去调质处理,简化了生产工序,节约能源,并具有一定经济效益。
非调质钢主要用于汽车发动机、拖拉机的发动机、空压机的连杆,机床零件、轴类零件等。
❺ 合金钢与非合金钢的区别
合金钢与非合金钢的区别主要是所含的元素不一样。
合金钢 alloy steel 钢里除铁、碳外,加入其他的合金元素,就叫合金钢。 在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金。根据添加元素的不同,并采取适当的加工工艺,可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。合金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等。其中钒、钛、铌、锆等在钢中是强碳化物形成元素,只要有足够的碳,在适当条件下,就能形成各自的碳化物,当缺碳或在高温条件下,则以原子状态进入固溶体中;锰、铬、钨、钼为碳化物形成元素,其中一部分以原子状态进入固溶体中,另一部分形成置换式合金渗碳体;铝、铜、镍、钴、硅等是不形成碳化物元素,一般以原子状态存在于固溶体中。
非合金钢是除了含有碳元素外还具有少量的元素如硅,锰,磷等少量元素,它按碳的质量分数分类可分为1低碳钢2中碳钢3高碳钢,其中它们的碳的质量分数分别为低<0.25%,中=0.25%~0.60%,高>0.60%,按主要质量等级可分为:普通,优质,特殊质量非合金钢。
❻ 常见中低合金钢含哪些元素
按合金元素分为低中高合金钢。按用途分为合金结构钢,合金工具钢和特殊性能钢。版特殊性能刚又权分为不锈钢和耐热钢。
耐蚀低合金钢:在碳钢中加入合金元素的总量低于3%左右的合金,根据合金种类和含量不同起到不同的耐蚀性能。
耐大气腐蚀:铜,铬,铝
耐海水腐蚀:铜,铬,铝,镍。
❼ 合金钢中经常加入的合金元素主要有哪些怎么分类它们对钢的影响有哪些
合金钢里经常加入的合金元素有 Mo、Si、Ni、Cr、Mn、W、V、Ti、Al 等,
Cr、Mo、W、V 强化铁素体的作用小,形成碳化物倾向作用大;
Si 强化铁素体的作用最大;
Ni 强化铁素体作用中等;
V、Al 细化晶粒作用大;
Ti 细化晶粒的作用最大;
Mo、W 细化晶粒作用中等;
Mn可促进晶粒长大,形成碳化物倾向小,强化铁素体作用大.
❽ 合金钢中经常加入的合金元素主要有哪些怎样分类他们对钢的影响有哪些
各种化学成分在钢里分别有什么用?1、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
2、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。
3、锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,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%。含锰11-14%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。
4、磷(P):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%,优质钢要求更低些。
5、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。
6、铬(Cr):在结构钢和工具钢中,铬能显著提高强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,因而是不锈钢,耐热钢的重要合金元素。
7、镍(Ni):镍能提高钢的强度,而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力,在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源,故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。
8、 钼(Mo):钼能使钢的晶粒细化,提高淬透性和热强性能,在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力,发生变形,称蠕变)。结构钢中加入钼,能提高机械性能。 还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。
9、钛(Ti):钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密,细化晶粒力;降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛,可避免晶间腐蚀。
10、钒(V):钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒,提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物,在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。
11、钨(W):钨熔点高,比重大,是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨,可显著提高红硬性和热强性,作切削工具及锻模具用。
12、铌(Nb):铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性,提高强度,但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌,可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌,可防止晶间腐蚀现象。
13、钴(Co):钴是稀有的贵重金属,多用于特殊钢和合金中,如热强钢和磁性材料。
14、铜(Cu):武钢用大冶矿石所炼的钢,往往含有铜。铜能提高强度和韧性,特别是大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆,铜含量超过0.5%塑性显著降低。当铜含量小于0.50%对焊接性无影响。
15、铝(Al):铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝,可细化晶粒,提高冲击韧性,如作深冲薄板的08Al钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能,铝与铬、硅合用,可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。
16、硼(B):钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能,提高强度。
17、氮(N):氮能提高钢的强度,低温韧性和焊接性,增加时效敏感性。
18、稀土(Xt):稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。这些元素都是金属,但他们的氧化物很象“土”,所以习惯上称稀土。钢中加入稀土,可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质,从而改善了钢的各种性能,如韧性、焊接性,冷加工性能。在犁铧钢中加入稀土,可提高耐磨性。
❾ 什么是合金钢合金元素类别有哪些
随着科技的不断进步,生活中各种各样的材料也在不断地被改进、改良,以适应现代社会越来越高的需求。而合金钢就是其中一种典型的材料,它的出现弥补了碳钢的诸多缺陷。那么什么是合金钢,它又是怎么发展起来的,又有什么合金种类呢?
基础简介
普通的碳素钢中的主要成分为碳元素与铁元素,而合金钢就是指在普通钢之中加入了其他的合金元素的钢材。通过加入一种或多种的合金元素(如铜、镍、铬等等),钢材的某些性能能够得到大大的改善,以适应不同行业发展的需求。按照加入的合金元素的含量,可以将合金钢分为低合金钢、中合金钢与高合金钢这三种。
发展历程
合金钢的发展起源于十九世纪的后半期,当时对钢材的需求量不断扩大,而生产力却不足以解决钢的加工问题。针对这一问题,英国的Mushet制造出了新型钢材。在二十世纪的二十年代之后,电弧炉炼钢技术的出现,又为合金钢的大量生产提供了有利的条件。六十年代以后,由于各种精炼技术已经普及,钢材的生产量逐步扩大,开始向高纯度与超低碳的方向发展。通过合金钢的发展历程,我们不难看出,合金钢的发展正符合了社会的需,尤其是在制造工业的行业中。
合金元素类别
1.铬(Cr):铬元素能够大大提高钢的强度与硬度,使材料更耐磨、耐腐蚀。
2.镍(Ni):镍元素在提升钢的强度的同时,能保持它的韧性,还能使其耐腐蚀、耐热。
3.钛(Ti):钛元素能够使钢晶粒的结构更细密,改良其焊接性能。
4.钒(V):钒元素能与碳元素结合生成一种碳化物,能改善其耐腐蚀的性能。
5.钨(W):钨元素能使钢的硬度大大提高,变得更加耐磨耐用。
6.铜(Cu):铜元素能提高钢的强度,改善其耐腐蚀的性能。
7.磷(P):磷元素在一般情况下属于钢材中的有害元素,会降低钢的塑性与焊接性能。
看完了以上的介绍,大家对合金钢这种材料是不是有了更深的了解呢?现在,合金钢被广泛的用于机械制造、军事工业等等,在我们的生活中发挥着至关重要的作用,为我们做出了巨大的贡献。
❿ 合金钢中经常加入的合金元素主要有哪些
合金钢里经常加入的合金元素有 Mo、Si、Ni、Cr、Mn、W、V、Ti、Al 等, Cr、Mo、W、V 强化铁素体的作用小,形成碳化物倾向作用大; Si 强化铁素体的作用最大; Ni 强化铁素体作用中等; V、Al 细化晶粒作用大; Ti 细化晶粒的作用最大; Mo、W 细化晶粒作用中等; Mn可促进晶粒长大,形成碳化物倾向小,强化铁素体作用大.