① 什么是合金钢为什么合金元素能提高钢的硬度
能提高钢的硬度合金,职能说明此合金能使材料淬透性好,详细原因也不可以一两句能说的明白,请参阅材料学书籍看看。
② 合金元素在钢中都有哪些作用
合金元素在钢中的作用
Mn
1、在低含量范围内,对钢具有很大的强化作用,提高强度、硬度和耐磨性
2、降低钢的临界冷却速度,提高钢的淬透性
3、稍稍改善钢的低温韧性
4、在高含量范围内,作为主要的奥氏体化元素
Si
1、强化铁素体,提高钢的强度和硬度
2、降低钢的临界冷却速度,提高钢的淬透性
3、提高钢的氧化性腐蚀介质中的耐蚀性,提高钢的耐热性
4、磁钢中的主要合金元素(含量在0.40%范围内时,改善热裂倾向,含量高时,易形成柱状晶,增加热裂倾向。)
Cr
1、在低合金范围内,对钢具有很大的强化作用,提高强度、硬度和耐磨性
2、降低钢的临界冷却速度,提高钢的淬透性
3、提高钢的耐热性
4、在高合金范围内,使钢具有对强氧化性酸类等腐蚀介质的耐腐蚀能力
Mo
1、
强化铁素体,提高钢的强度和硬度
2、
降低钢的临界冷却速度,提高钢的淬透性
3、
提高钢的耐热性和高温强度
Ni
1、
提高钢的强度,而不降低其塑性,改善钢的低温韧性
2、
降低钢的临界冷却速度,提高钢的淬透性
3、
扩大奥氏体区,是奥氏体化的有效元素
4、
本身具有一定耐蚀性,对一些还原性酸类有良好的耐蚀能力
Al
1、
炼钢中起良好的脱氧作用
2、
细化钢的晶粒,提高钢的强度
3、提高钢的抗氧化性能,提高不锈钢对强氧化性酸类的耐蚀能力
RE
1、炼钢中起脱硫、去气、净化钢液作用
2、细化钢的晶粒,改善铸态组织
S:
1、
硫在钢中以FeS-Fe共晶体存在于钢的晶粒周界,降低钢的力学性能,优制钢含硫量一般应限制在0.04%以下。
2、
在机械制造中,有时为了改善某些钢的切削加工性能,人为将含硫量提高,以形成硫化物,起中断基体连续性的作用。
3、
硫含量的提高,增加铸件热裂倾向。
H:
炼钢过程中钢液从炉气中吸收氢
钢液中氢的溶解度随温度升高而提高,在缓慢凝固条件下,氢以针孔形态析出。快速凝固时,析出氢在铁的晶格内造成高应力状态,导致脆性。
N:
炼钢过程中钢液从炉气中吸收氮
1、
钢液中溶解的氮在凝固过程中因溶解度降低而析出,并与钢中的Si、Al、Zr等元素化合,生成SiN、AlN
、ZrN等氮化物。少量氮化物能细化钢的晶粒。氮休物多时,会使钢的塑性和韧性降低。
2、
氮属于扩大奥氏体区元素,在钢中可部分代替镍的作用,是铬锰氮不锈钢中的合金元素,,在超低碳不锈钢中,可代替碳的作用,提高钢的强度。
O:
1、
钢液中溶解的FeO
在凝固前温度降低过程中与钢液中的碳起反应,生成一氧化碳气泡,在铸件中造成气孔。
2、
钢液凝固过程中,FeO因溶解度下降而析出在钢的晶粒周界处,降低钢的性能。
③ 为什么钢属于合金
因为钢是含碳量在0 . 04 %一2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性,含碳量一般不超过1 . 7 %。钢的主要元素除铁、碳外,还有硅、锰、硫、磷等。钢的分类方法多种多样,其主要方法有如下七种:1 、按品质分类
( 1 )普通钢(P ≤ 0 . 045 % , S ≤ 0 . 050 % )
( 2 )优质钢(P 、S 均≤0 . 035 % )
( 3 )高级优质钢(P ≤ 0 . 035 % , S ≤0 . 030 % )
2 、按化学成份分类
( l )碳素钢:a .低碳钢(C ≤ 0 . 25 % ) ; b .中碳钢(C ( 0 . 25 司.60 % ) ; c .高碳钢(C ( 0 . 60 % )。
( 2 )合金钢:a .低合金钢(合金元素总含量≤5 % ) b .中合金钢(合金元素总含量>5 一10 % ) c .高合金钢(合金元素总含量>10% )。
3 、按成形方法分类
( 1 )锻钢;( 2 )铸钢;( 3 )热轧钢;( 4 )冷拉钢。
4 、按金相组织分类
( l )退火状态的a .亚共析钢(铁素体+珠光体)b .共析钢(珠光体)c .过共析钢(珠光体+渗碳体)d .莱氏体钢(珠光体+渗体)。
( 2 )正火状态的:a .珠光体钢;b .贝氏体钢;c .马氏体钢;d .奥氏体钢。
( 3 )无相变或部分发生相变的
5 、按用途分类
( l )建筑及工程用钢:a .普通碳素结构钢;b .低合金结构钢;c .钢筋钢。
( 2 )结构钢
a .机械制造用钢:( a )调质结构钢;( b )表面硬化结构钢:包括渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢;( c )易切结构钢;( d )冷塑性成形用钢:包括冷冲压用钢、冷墩用钢。
b .弹簧钢
c .轴承钢
( 3 )工具钢:a .碳素工具钢;b .合金工具钢;c .高速工具钢。
( 4 )特殊性能钢:a ,不锈耐酸钢b .耐热钢包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢c .电热合金钢;d .耐磨钢;e .低温用钢;f .电工用钢
( 5 )专业用钢一如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。
5 、综合分类
( l )普通钢
a .碳素结构钢:( a ) Q195 ; ( b ) QZ15 ( A 、B ) ; ( c ) Q235 ( A 、B 、C ) ; ( d ) Q255 ( A 、B ) ; ( e ) Q275 。b .低合金结构钢c .特定用途的普通结构钢( 2 )优质钢(包括高级优质钢)
a .结构钢:( a )优质碳素结构钢;( b )合金结构钢;( c )弹簧钢;( d )易切钢;( e )轴承钢;( f )特定用途优质结构钢。
b .工具钢:( a )碳素工具钢;( b )合金工具钢;( c )高速工具钢。
c .特殊性能钢:( a )不锈耐酸钢;( b )耐热钢;( c )电热合金钢;( d )电工用钢;( e )高锰耐磨钢。6 、按冶炼方法分类
( l )按炉种分
a .平炉钢:( a )酸性平炉钢;( b )碱性平炉钢。
b .转炉钢:( a )酸性转炉钢;( b )碱性转炉钢。或(a )底吹转炉钢;( b )侧吹转炉钢;( c )顶吹转炉钢。
d .电炉钢:( a )电弧炉钢;( b )电渣炉钢;( c )感应炉钢;( d )真空自耗炉钢;( e )电子束炉钢。
( 2 )按脱氧程度和浇注制度分
a .沸腾钢;b .半镇静钢;c .镇静钢;d .特殊镇静钢。
④ 为什么合金元素能提高钢的强度
铁中添加铬、钼、钛等均可以提高钢材的强度,锰可以增强钢材的弹性。改变金属物理性质可加入稀土元素,稀土元素被称为金属维生素。
⑤ 什么是合金钢与碳钢相比,合金钢有哪些优点为什么
合金钢就是在碳钢的基础上,根据需要认为的加入一些合金,称合金钢。
其主要专优点是提高材料的综合性属能,比如在一些材料中,加入合金后,在同等硬度的情况下,增加材料的强度。也有根据需要可增加材料的耐蚀、耐磨等性能。
至于为什么,这要看各元素的作用而言,有些是增加淬透性,如Mo、Cr、Mn等。从而增加硬度和耐磨性,有些增加耐蚀和抗氧化性能,如Ni、Cr等,原因很多,还是先看看有些基础书吧。
⑥ 铁合金在钢铁工业和机械铸造行业的用途
一、冶炼方面:
1、脱氧剂:包括初脱氧、终脱氧,都分别用到不同的铁合金。
2、合金剂:为冶炼不同品种的钢而添加相应的合金元素。
二、铸造方面:
1、三剂系列:球化剂、蠕化剂、孕育剂或变质剂
对于铸铁称为孕育剂,对于有色金属称为变质剂,名称不同,目的只有一个:细化晶粒。
球化剂、蠕化剂适用于铸铁分别得到不同形态的石墨,从而得到不同性能的铸铁产品。基本上以稀土硅铁合金及稀土硅铁镁合金为基的,可添加其他元素来达到不同的目的,比如延缓球化衰退等。
2、合金剂:为冶炼不同品种的合金铸铁而添加相应的合金元素,如耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁等。
⑦ 汽车材料选择合金钢的原因
用铝、还是用钢?”这个问题始终困扰着汽车工程师。铝合金一度威胁到汽车工业内钢铁在过去所扮演的领导地位,如果以铝和制造钢的原料铁来相比,不但重量减轻了一半,抗腐蚀性也更优于钢,但是铝的价格也相对昂贵,且在制造和维修上都很困难。因此近年随着超轻型高强度钢板的问世,也使得铝合金的优势部分丧失。相对于铝合金,不少汽车制造商更加倾向于选择高强度碳钢来替代普通钢材,不过铝和钢之间的战争,可不会就这么轻易结束。
●车用铝合金零件比重显著增加
虽然消费者对于车辆安全性的要求越来越高,然而整个社会对于环保节能的呼声也相对提高,因此也使得汽车制造商们不得不寻求更坚固、更轻薄的造车原料,而铝与钢之间的战争也正由此展开。
要制造一辆普通中型汽车必须耗去725公斤的钢和铸铁,还要再加上350公斤的冲压钢板。相比之下,铝合金在一款欧洲汽车内的所占重量,则是从1990年的50增加到2005年的131.5公斤(多数仍用于发动机内部件与气缸缸体),而且预计到了2010年还会再增加25公斤。跟制造钢原料的铁相比,铝的重量不仅减轻了一半,其抗腐蚀能力也更优于钢,种种特质也使得铝更加受到汽车工程师们的青睐。
『奥迪A8的全铝车身结构 』
在今天的汽车历史中,已经出现过不少使用全铝合金打造车身的市售车,包括本田的超级跑车NSX以及奥迪为了彰显技术实力而推出的小型车A2,而目前在市面上仍在销售的车型则有奥迪A8、R8和捷豹XJ是采用全铝合金车身。其中捷豹XK更是将铝合金技术与轻量化优势发挥到极致,不仅车身零件结合总数从5,189个降至2,761个,车身刚性更一举提高了48%,同时还大幅瘦身达到90kg的效果(从1685kg减重至1,595kg)!
『捷豹XK采用铝合金技术,大大降低了车身重量,提升了操控性能 』
全新XK车系的功率输出仅比起旧款车型小幅增加6hp,达到300hp的最大功率,但是在瘦身有成之后的重量/功率比,再加上悬吊系统的改良,换来的却是平易近人、更加灵巧的操控与驾驭感受。目前捷豹车厂的销售量12万570辆与15年前被福特收购前相比,呈现倍数成长。
●高强度钢材迎战铝合金
铝合金的异军突起让车用钢铁供货商们倍感压力,因此他们也决定统一采取行动以对抗铝的威胁。早在1995年,便已有32家跨国钢铁生产厂商联合提出了“超轻碳钢车身”的概念,这种采用高强度钢材所制造的车身实现了更薄和更轻的结构,能使车身重量减轻达25%!轻薄化的车身确实提高了高强度钢材的销售数字,同时钢铁厂还对外宣称,这种材料还有另一大好处,也就是让汽车在EuroNCAP碰撞测试中得到更高的分数!
欧洲新车评测系统(European New Car Assessment Program)中的碰撞测试,目前已经发展成为是欧洲新车量产前的必要程序,也早已成为消费者在购车时重要的一项参考依据,当今一款新车要想获得“不差”的安全声誉,得要在碰撞测试中得到4至5颗星的评分。
根据沃尔沃安全中心工程师Marten Levenstam介绍,钢材质量的提高使得汽车业者能够制造出更具安全性的车身结构,并且还不增加车身重量。“您能用普通钢材构成撞击力道吸收区,用高强度钢构成超级安全的乘坐区!”Marten Levenstam说,经得起强力撞击的车型,才能得到NCAP更优异的评分,所以这对于汽车制造商们来说显然颇具吸引力。
由于欧盟修改了汽车废气排放中的二氧化碳含量标准,将其限制在每公里130克,使得汽车设计师们的注意力也随之转移到能减轻车身重量的钢合金上。普通钢板的厚度通常为0.7到0.75mm,而今日的超强度钢板厚度则仅有0.65mm甚至更薄,新款欧宝赛飞利的发动机盖钢板便只有0.6mm厚!
钢铁生产厂商Arcelor-Mittal、Robert Bosch GmbH与咨询公司Arthur D. Little的分析结果得出了一个发人深省的结论:仅仅减轻车身重量就能节省约5%的燃油,并且通过这样的方式来提高油耗表现,只需在每辆车上增加212欧元(约为2200人民币)的成本以购买高强度钢材。现有的省油科技包括可变气门与进气岐管、涡轮增压和汽缸间歇功能等,却绝对无法达到5%的节油效果,而且降低车身重量,还可有效减轻刹车系统的负荷并提高发动机效能。
●铝合金的技术瓶颈
钢铁生产厂商Arcelor-Mittal认为,采用高张力钢板来减轻车身重量是比较经济的选择,他们也预料随着高张力钢板达到更高的经济规模,市售车的重量亦能够进一步减轻。尽管铝合金生产厂商无法反驳这一点,但是他们却用另一种观点对其提出质疑:如果想要降低二氧化碳的排放量,考虑到汽车的生命周期和资源回收性(铝的回收比例高于钢铁),铝显然优于钢!
『宝马5系的车身结构,钢制车身和铝制车首』
除了奥迪和捷豹之外,对于推出“全铝合金车款”有兴趣的车厂至今仍寥寥无几。宝马制造了铝钢材料混用的车身结构,但是首要原因却是基于平衡车身前后配重以提升操控性。宝马5系即是钢制车身和铝制车首(主要在发动机盖)的结合体实例,而X5仅在车身前半部用上了少数铝合金零件,其整体结构仍为钢制。
不过仅仅是这种混合结构,就已经使得制造成本增加了25%,而这还不是让车厂头痛的唯一原因,因为铝在受热后体积大幅膨胀的金属特性,更使得铝制车用零件的制造难度大大增加,在焊接车身时必须使用特制夹钳,并采用特殊工艺才能将铝制零件固定在特定位置。包括通用汽车在内的国际性大车厂仍无法将铝合金广泛应用在旗下各车型上,主要原因就是考虑到处理铝制零件的特殊设备无法在遍布全球的组装厂与维修点广泛普及
⑧ 什么是合金钢为什么合金元素能提高钢的硬度
合金钢是指钢中除含硅和锰作为合金元素或脱氧元素外,还含有其他合金元素(如内铬、镍、容钼、钒、钛、铜、钨、铝、钴、铌、锆和其他元素等),有的还含有某些非金属元素(如硼、氮等)的钢。合金钢中由于含有不同种类和数量的合金元素,并采取适当的工艺措施,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。