Ⅰ 合金钢高碳钢优缺点比较及选用原则
合金钢和高碳钢同为钢材,其成分、性能却可以说有着千差万别。高碳钢是指含碳量从0.60%至1.70%的钢铁,而合金钢是指钢里除铁、碳外,加入其他的合金元素。由于成分的不同,两者的硬度、熔点、沸点也有着千差万别,使用用途也十分不同。许多人知道合金钢与高碳钢,却不清楚两者的优缺点比较与使用原则。本文就将为大家介绍合金钢与碳素钢的优缺点及选用原则。
合金钢与高碳钢优缺点比较
1、高碳钢淬透性差
碳素钢选用水淬后,其临界淬进直径为15~20mm,对于直径大于20mm的零件,即使用水淬也不可能淬透,不能保证整个截面得到一致的综合力学性能。所以,对于要求高的大型零件,碳素钢肯定是不适用的。而合金钢具有高的淬透性,可用于制造大截面,形状复杂的零件。
2、高碳钢的高温强度低,红硬性差
碳炭钢在200℃以上温度使用时,其强度和硬度会很快降低。而合金钢回火后稳定性好。红硬性好,可在较高的温度下工作。
3、高碳钢不能获得良好的综合性能
例如,采用调质处理来试图获得良好的综合性能时,若要保证较高的强度,则韧度较低,若要保证较好的韧度,则强度又偏低。这是由于碳素钢回火稳定性差的缘故。所以,碳素钢所得到的综合性能远较合金钢差,即合金钢具有很好的强韧度。
4、高碳钢不具有特殊的性能
例如,要求高温硬度或张度,抗氧化,耐蚀性,特殊电、磁性能等,用碳素钢都无法获得,只能选用合金钢才能满足上述要求。碳素钢也具有一些优点,如通过改变它的碳含量和进行适当的热处理,可获得许多工业生产上所要求的性能。由于碳素钢价格低廉,生产容易,加工性能好,至今仍然是工业上应用最广泛的钢铁材料,占钢材总用量的80%以上。
合金钢与高碳钢选用原则
为了弥补碳素钢的缺点,在碳索钢的基础上有意识地加入一些合金元素,可获得所需性能的很多种合金钢。虽然合金钢具有优异或特殊的性质,是非常重要的钢种,可适应各方面的需要,但合金钢也存在不少缺点,其中主要的是,合金元素的加入,使钢的冶炼以及加工工艺性能比碳素钢差,价格也较为昂贵。按照合理选材的原则,当碳素钢能够满足使用要求时,应尽量选用碳素钢。
通过上文的介绍,我们已经很能了解合金钢与高碳钢的区别、优缺点及选用原则了。由于合金中可以添加各种各样的金属元素,它们具有的功能性较高碳钢要多得多,因此就应用来说,合金钢更为常见。切削工具如钻头,丝攻,铰刀等由含碳量0.90%至1.00%的钢制品都是由高碳钢来完成。总的来说,合金钢与高碳钢没有确定的高下之分,根据合适的使用和操作环境选择适合的材料才是最重要的。
Ⅱ 低合金钢的缺点
低合金钢的缺点:
1、合金元素含量较少,一般在3%以下通常需要经过加工成形—焊接—焊后热处理等工序,这就要求钢材具有良好的工艺性能
2、在考虑材料成本的同时还应考虑材料加工、焊接难易程度不同对制造费用的影响。
Ⅲ 合金钢与同类的碳钢相比有哪些优缺点
合金钢除含有普通碳钢的铁、碳外,根据性能需求还添加有其它合金元素回,比如常见的铬、镍答、钼、锰、硅等,以达到改善热处理性能、机械性能等方面,通常价格较普通碳钢高
普通低合金钢相对同类碳素钢具有以下优点:
1:强度高,塑性韧性好。由于合金元素作用,其强度相对普通碳素钢高25%--50%,延伸率为15%--23%,室温下冲击韧性高于60J/cm^2.
2:焊接性好。由于含碳量低,合金元素含量少,其塑性好,淬透性低,不宜在焊缝处出现淬火组织或裂纹。
3:冷热压力加工性能好。由于其塑性好,变形抗力小,压力加工后不易产生裂纹。
4:耐腐蚀性好。在各种大气条件下比碳素钢具有更高的耐腐蚀性能。
Ⅳ 合金结构钢 碳素结构钢 的区别 优缺点
合金结构钢由于添加了合金元素镍、硅、铬、锰、钼、硼等,对钢材的焊接性能、综合力学性能进行改善,碳素结构钢就是不添加合金元素对刚才性能进行改变的钢材,你可以理解碳就是一种合金元素,碳素结构钢就是含碳的钢材,不具备添加了其他合金元素的钢材的优良力学性能和焊接性能。碳素钢的优点是便宜,合金元素也是要钱的。随着含碳量的增加,硬度刚度提升、韧性下降。脆性增加。合金元素对钢材性能的改变也不是越多越好,随着合金元素的增加,焊接性下降,容易出现冷裂。有一种评价钢材焊接性的方法就是碳当量法,就是把合金元素在钢材中的作用用相同量的碳含量来处理。
Ⅳ 合金钢与同类的碳钢相比有哪些优缺点
此问题稍有含糊之嫌;只能理解为含碳量相同的一般用钢(调质钢或渗碳钢)。一般情况下,经过一定的热处理之后,合金钢比碳钢强韧指标都要高,因而适于制作性能要求更高的制品,可以在环境更恶劣的场合服役。这是合金钢最大的突出优点。冷热加工工艺方面,有些合金钢需要谨慎,如加工进刀量要小些,加热冷却速度要慢些等等,但一般并不难满足要求。相比而言,合金钢材料价格要高,这是不言而喻的。
Ⅵ Mn,Si,S,P,O,H,A,N对钢的质量和性能影响如何改善
化学元素对钢性能的影响
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。
Ⅶ 合金钢与同类碳钢的相比有哪些优缺点急!
合金钢硬度强度高,但塑性差,碳钢的硬度强度差一些,塑性较好
Ⅷ 合金钢与碳素钢相比有哪些优缺点
合金钢是碳素钢加入一些合金元素冶炼而成,为的是改善钢的力学性能,合金钢的含碳量一般是要高于碳素钢的,因此强度就会高,塑性和韧性会低一些;碳素钢含碳量要低一些,因此强度就会低,塑性和韧性会高一些。
Ⅸ 合金钢经淬火、回火后冲击功和断面收缩率不合格,请问如何改善
是否硬度偏高了,可以调整(提高)回火温度,降低硬度,提高韧性。。
Ⅹ 大钢锭常见的缺陷及改进措施都有哪些
生产特厚钢板需要采用大钢锭,大钢锭内部质量问题主要为中心疏松、尾部分层等缺陷。反映到钢板上,利用超声波探伤定性,分别为头部点状密集型缺陷、头部面积缺陷、尾部面积缺陷、缩孔性缺陷等。需要分析成因及控制。 1、头部点状密集、面积缺陷 1)成因:从缺陷试样解剖及低倍侵蚀结果可以看出,头部中心点状密集缺陷应是钢液凝固过程中最后形成的疏松和偏析。对于大型扁锭而言,主要来源于钢液前期的选分结晶,导致凝固后期低熔点物质聚集,在过热度较低的情况下集中凝固,由于枝晶搭桥形成疏松,形状如冒口下V型偏析区,在轧制过程中没有渗透变形,形成点状密集型缺陷。 2)措施:包括降低过热度、提高浇注速度、延长钢锭保温时间、提高单道次轧制压下量等。2、尾部面积缺陷 1)成因:尾部面积缺陷的解剖结果,主要表现为中心存在外在夹杂物,成分为Al2O3或含Al2O3、SiO2的夹杂物。其他地方探伤结果较好,说明钢液本身纯净。钢板中的Al2O3可能与精炼过程后期脱氧产物没有充分上浮进入钢渣界面有关,也可能是在钢锭模内的钢水凝固过程中聚积,未能及时上浮造成。 同时,钢液通过汤道砖进入锭模,一是汤道砖性能不稳定,若钢液过热度较高,将导致汤道砖被侵蚀并熔化,进入钢液;二是汤道砖在投入使用时,本身存在裂纹,受到外力作用破碎后随钢流进入钢液。 2)措施:采取的主要工艺改进措施有延长真空后的软吹时间、增加留钢量、使用良好且质量稳定的原辅材料等。 3、缩孔性缺陷 1)成因:缩孔产生原因主要包括浇注过热度高、浇注速度快、冒口保温效果差等。 2)措施:主要有控制吊包过热度、浇注时控流操作、足够的冒口浇注高度和良好的保温效果等。