哪些合金元素影响焊接质量

❶ 不锈钢焊接性能与其各元素含量之间有什么关系,哪位大侠知道啊

不锈钢中所含各元素的作用
目前，已知的化学元素有100多种，在工业中常用的钢铁材料中可以遇到的化学元素约二十多种。对于人们在与腐蚀现象作长期斗争的实践而形成的不锈钢这一特殊钢系列来说，最常用的元素有十几种，除了组成钢的基本元素铁以外，对不锈钢的性能与组织影响最大的元素是：碳、铬、镍、锰、硅、钼、钛、铌、钛、锰、氮、铜、钴等。这些元素中除碳、硅、氮以外，都是化学元素周期表中位于过渡族的元素。实际上工业上应用的不锈钢都是同时存在几种以至十几种元素的，当几种元素共存于不锈钢这一个统一体中时，它们的影响要比单独存在时复杂得多，因为在这种情况下不仅要考虑各元素自身的作用，而且要注意它们互相之间的影响，因此不锈钢的组织决定于各种元素影响的总和。

一、各种元素对不锈钢的性能和组织的影响和作用

1-1铬在不锈钢中的决定作用：决定不锈钢性属的元素只有一种，这就是铬，每种不锈钢都含有一定数量的铬。迄今为止，还没有不含铬的不锈钢。铬之所以成为决定不锈钢性能的主要元素，根本的原因是向钢中添加铬作为合金元素以后，促使其内部的矛盾运动向有利于抵抗腐蚀破坏的方面发展。这种变化可以从以下方面得到说明：

①铬使铁基固溶体的电极电位提高

②铬吸收铁的电子使铁钝化

钝化是由于阳极反应被阻止而引起金属与合金耐腐蚀性能被提高的现象。构成金属与合金钝化的理论很多，主要有薄膜论、吸附论及电子排列论。

1-2. 碳在不锈钢中的两重性

碳是工业用钢的主要元素之一，钢的性能与组织在很大程度上决定于碳在钢中的含量及其分布的形式，在不锈钢中碳的影响尤为显著。碳在不锈钢中对组织的影响主要表现在两方面，一方面碳是稳定奥氏体的元素，并且作用的程度很大（约为镍的30倍），另一方面由于碳和铬的亲和力很大，与铬形成—系列复杂的碳化物。所以，从强度与耐腐烛性能两方面来看，碳在不锈钢中的作用是互相矛盾的。

认识了这一影响的规律，我们就可以从不同的使用要求出发，选择不同含碳量的不锈钢。

例如工业中应用最广泛的，也是最起码的不锈钢——0Crl3～4Cr13这五个钢号的标准含铬量规定为12～14％，就是把碳要与铬形成碳化铬的因素考虑进去以后才决定的，目的即在于使碳与铬结合成碳化铬以后，固溶体中的含铬量不致低于11.7％这一最低限度的含铬量。

就这五个钢号来说由于含碳量不同，强度与耐腐蚀性能也是有区别的，0Cr13～2Crl3钢的耐腐蚀性较好但强度低于3Crl3和4Cr13钢，多用于制造结构零件，后两个钢号由于含碳较高而可获得高的强度多用于制造弹簧、刀具等要求高强度及耐磨的零件。又如为了克服18－8铬镍不锈钢的晶间腐蚀，可以将钢的含碳量降至0.03％以下，或者加入比铬和碳亲和力更大的元素（钛或铌），使之不形成碳化铬，再如当高硬度与耐磨性成为主要要求时，我们可以在增加钢的含碳量的同时适当地提高含铬量，做到既满足硬度与耐磨性的要求，又兼顾—定的耐腐蚀功能，工业上用作轴承、量具与刃具有不锈钢9Cr18和9Cr17MoVCo钢，含碳量虽高达0.85～0.95％，由于它们的含铬量也相应地提高了，所以仍保证了耐腐蚀的要求。

总的来讲，目前工业中获得应用的不锈钢的含碳量都是比较低的，大多数不锈钢的含碳量在0.1～0.4％之间，耐酸钢则以含碳0.1～0.2％的居多。含碳量大于0.4％的不锈钢仅占钢号总数的一小部分，这是因为在大多数使用条件下，不锈钢总是以耐腐蚀为主要目的。此外，较低的含碳量也是出于某些工艺上的要求，如易于焊接及冷变形等。

1-3. 镍在不锈钢中的作用是在与铬配合后才发挥出来的

镍是优良的耐腐蚀材料，也是合金钢的重要合金化元素。镍在钢中是形成奥氏体的元素，但低碳镍钢要获得纯奥氏体组织，含镍量要达到24％；而只有含镍27％时才使钢在某些介质中的耐腐蚀性能显著改变。所以镍不能单独构成不锈钢。但是镍与铬同时存在于不锈钢中时，含镍的不锈钢却具有许多可贵的性能。

基于上面的情况可知，镍作为合金元素在不锈钢中的作用，在于它使高铬钢的组织发生变化，从而使不锈钢的耐腐蚀性能及工艺性能获得某些改善。

1-4. 锰和氮可以代替铬镍不锈钢中镍

铬镍奥氏体钢的优点虽然很多，但近几十年来由于镍基耐热合金与含镍20％以下的热强钢的大量发展与应用，以及化学工业日益发展对不锈钢的需要量越来越大，而镍的矿藏量较少且又集中分布在少数地区，因此在世界范围内出现了镍在供和需方面的矛盾。所以在不锈钢与许多其他合金领域（如大型铸锻件用钢、工具钢、热强钢等）中，特别是镍 的资源比较缺乏的国家，广泛地开展了节镍和以其他元素代镍的科学研究与生产实践，在这方面研究和应用比较多的是以锰和氮来代替不锈钢与耐热钢中的镍。

锰对于奥氏体的作用与镍相似。但说得确切一些，锰的作用不在于形成奥氏体，而是在于它降低钢的临界淬火速度，在冷却时增加奥氏体的稳定性，抑制奥氏体的分解，使高温下形成的奥氏体得以保持到常温。在提高钢的耐腐蚀性能方面，锰的作用不大，如钢中的 含锰量从0到10．4%变化，也不使钢在空气与酸中的耐腐蚀性能发生明显的改变。这是因为锰对提高铁基固溶体的电极电位的作用不大，形成的氧化膜的防护作用也很低，所以工业上虽有以锰合金化的奥氏体钢（如40Mn18Cr4,50Mn18Cr4WN、ZGMn13钢等），但它们不能作为不锈钢使用。 锰在钢中稳定奥氏体的作用约为镍的二分之一，即2％的氮在钢中的作用也是稳定奥氏体，并且作用的程度比镍还要大。例如，欲使含18％铬的钢在常温下获得奥氏体组织，以锰和氮代镍的低镍不锈钢与元镍的铬锰氮不诱钢，目前已在工业中获得应用，有的已成功地代替了经典的18-8铬镍不锈钢。

1-5.不锈钢中加钛或铌是为了防止晶间腐蚀。

1-6.钼和铜可以提高某些不锈钢的耐腐蚀性能。

1-7.其他元素对不锈钢的性能和组织的影响

以上主要的九种元素对不锈钢的性能和组织的影响，除这些元素对不锈钢性能与组织影响较大的元素以外，不锈钢中还含有一些其他的元素。有的是和一般钢一样为常存杂质元素，如硅、硫、磷等．也有的是为了某些特定的目的而加入的，如钴、硼、硒、稀土元素等。从不锈钢的耐腐蚀性能这一主要性质来说，这些元素相对于已讨论的九种元素，都是非主要方面的，虽然如此，但也不能完全忽略，因为它们对不锈钢的性能与组织同样也发生影响。

硅是形成铁素体的元素，在一般不锈钢中为常存杂质元素。

钴作为合金元素在钢中应用不多，这是因为钴的价格高及其在其它方面（如高速钢、硬质合金、钴基耐热合金、磁钢或硬磁合金等）有着更重要的用途。在一般不锈钢中加钴作合金元素的也不多，常用不锈钢如9Crl7MoVCo钢（含1.2-1.8％钴）加钴，目的并不在于提高耐腐蚀性能而在于提高硬度，因为这种不锈钢的主要用途是制造切片机械刃具、剪刀及手术刀片等。

硼：高铬铁素体不锈钢Crl7Mo2Ti钢中加0．005％硼，可使在沸腾的65％醋酸中的耐腐蚀性能提高。加微量的硼（0.0006～0.0007％）可使奥氏体不锈钢的热态塑性改善。少量的硼由于形成低熔点共晶体，使奥氏体钢焊接时产生热裂纹的倾向增大，但含有较多的硼（0．5～0．6％）时，反而可防止热裂纹的产生。因为当含有0．5～0．6％的硼时，形成奥氏体－硼化物两相组织，使焊缝的熔点降低。熔池的凝固温度低于半溶化区时，母材在冷却时产生的张应力，由处于液态．固态的焊缝金属承受，此时是不致引起裂缝的，即使在近缝区形成了裂纹，也可以为处于液态－固态的熔池金属所填充。含硼的铬镍奥氏体不锈钢在原子能工业中有着特殊的用途。

磷：在一般不锈钢中都是杂质元素，但其在奥氏体不锈钢中的危害性不像在一般钢中那样显著，故含量可允许高一些，如有的资料提出可达0．06％，以利于冶炼控制。个别的含锰的奥氏体钢的含磷量可达0．06％（如2Crl3NiMn9钢）以至0.08％（如Cr14Mnl4Ni钢）。利用磷对钢的强化作用，也有加磷作为时效硬化不锈钢的合金元素，PH17－10P钢(含0．25％磷)乃PH－HNM钢（含0．30磷）等。

硫和硒：在一般不锈钢中也是常有杂质元素。但向不锈钢中加0．2～0．4％的硫，可提高不锈钢的切削性能，硒也具有同样的作用。硫和硒提高不锈钢的切削性能，是因为它们降低不锈钢的韧性，例如一般18－8铬镍不锈钢的冲击值可达30公斤/厘米2。含0．31％硫的18－8钢（0．084％C、18．15％Cr、9．25％Ni）的冲击值为1．8公斤/平方厘米；含0。22％硒的18－8钢（0．094％C、18．4％Cr、9％Ni）的冲击值为3．24公斤/平方厘米。硫与硒均降低不锈钢的耐腐蚀性能，所以实际应用它们作为不锈钢的合金化元素的很少。

稀土元素：稀土元素应用于不锈钢，目前主要在于改善工艺性能方面。如向Crl7Ti钢和Cr17Mo2Ti钢中加少量的稀土元素，可以消除钢锭中因氢气引起的气泡和减少钢坯中的裂纹。奥氏体和奥氏体－铁素体不锈钢中加0．02～0．5％的稀土元素（铈镧合金），可显著改善锻造性能。曾有一种含19．5%铬、23％镍以及钼铜锰的奥氏体钢，由于热加工工艺性能在过去只能生产铸件，加稀土元素后则可轧制成各种型材。

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❷ 影响焊接性的因素有那些

随着越来越多的无铅电子产品上市，可靠性问题成为许多人关注的焦点问题。与其它无铅相关问题(如合金选择、工艺窗口等)不同，在可靠性方面，我们经常会听到分歧很大的观点。一开始，我们听到许多“专家”说无铅要比锡铅更可靠。就在我们信以为真时，又有“专家”说锡铅要比无铅更可靠。我们到底应该相信哪一个呢？这要视具体情况而定。
无铅焊接互连可靠性是一个非常复杂的问题，它取决于许多因素，我们简单列举以下七个方面的因素：

1)取决于焊接合金。对于回流焊，“主流的”无铅焊接合金是Sn-Ag-Cu(SAC)，而波峰焊则可能是SAC或Sn-Cu。SAC合金和Sn-Cu合金拥有不同的可靠性性能。
2)取决于工艺条件。对于大型复杂电路板，焊接温度通常为260(C，这可能会给PCB和元器件的可靠性带来负面影响，但它对小型电路板的影响较小，因为最大回流焊温度可能会比较低。
3)取决于PCB层压材料。某些PCB (特别是大型复杂的厚电路板)根据层压材料的属性，可能会由于无铅焊接温度较高，而导致分层、层压破裂、Cu裂缝、CAF (传导阳极丝须)失效等故障率上升。它还取决于PCB表面涂层。例如，经过观察发现，焊接与Ni层(从ENIG涂层)之间的接合要比焊接与Cu (如OSP和浸银)之间的接合更易断裂，特别是在机械撞击下(如跌落测试中)。此外，在跌落测试中，无铅焊接会发生更多的PCB破裂。
4)取决于元器件。某些元器件，如塑料封装的元器件、电解电容器等，受到提高的焊接温度的影响程度要超过其它因素。其次，锡丝是使用寿命长的高端产品中精细间距的元器件更加关注的另一个可靠性问题。此外，SAC合金的高模量也会给元器件带来更大的压力，给低k介电系数的元器件带来问题，这些元器件通常会更加易失效。
5)取决于机械负荷条件。SAC合金的高应力率灵敏度要求更加注意无铅焊接界面在机械撞击下的可靠性(如跌落、弯曲等)，在高应力速率下，应力过大会导致焊接互连(和/或PCB)易断裂。
6)取决于热机械负荷条件。在热循环条件下，蠕变/疲劳交互作用会通过损伤积聚效应而导致焊点失效(即组织粗化/弱化，裂纹出现和扩大)，蠕变应力速率是一个重要因素。蠕变应力速率随着焊点上的热机械载荷幅度变化，从而SAC焊点在“相对温和”的条件下能够比Sn-Pb焊点承受更多的热循环，但在“比较严重”的条件下比Sn-Pb焊点承受更少的热循环。热机械负荷取决于温度范围、元器件尺寸及元器件和基底之间的CTE不匹配程度。
例如，有报告显示，在通过热循环测试的同一块电路板上，带有Cu引线框的元器件在SAC焊点中经受的热循环数量要高于Sn-Pb焊点，而采用42合金引线框的元器件(其PCB的CTE不匹配程度更高)在SAC合金焊点中比Sn-Pb焊点将提前发生故障。也是在同一块电路板上，0402陶瓷片状器件的焊点在SAC中通过的热循环数量要超过Sn-Pb，而2512元器件则相反。再举一个例子，许多报告称，在0℃和100℃之间热循环时，FR4上1206陶瓷电阻器的焊点在无铅焊接中发生故障的时间要晚于Sn-Pb，而在温度极限是-40℃和150℃时，这一趋势则恰好相反。
7)取决于“加速系数”。这也是一个有趣的、关系非常密切的因素，但这会使整个讨论变得复杂得多，因为不同的合金(如SAC与Sn-Pb)有不同的加速系数。因此，无铅焊接互连的可靠性取决于许多因素。这些因素错综复杂、相互影响，其详细讨论可以

❸ 合金元素对钢的焊接性和被切削性有什么影响

焊接性和被切削性是衡量钢的工艺性能好坏的主要方面。凡能提高淬透性的合金元素均对钢的焊接性不利。因为在焊缝热影响区靠近熔合线一侧冷却时易形成马氏体等硬脆组织，有导致开裂的危险。另一方面，热影响区靠近熔合线处的晶粒因受高热容易粗化，因此，合金钢中含有可使晶粒细化的元素如钛、钒等是有益的。
钢中加入适量的硫、铅等元素可改善钢的被切削性（见易切削钢）。合金钢中的合金元素一般会使钢的硬度增加，因而增高切削抗力，加剧刀具磨损。通过改变钢的基体组织、夹杂物的种类、数量和形状可以影响钢的被切削性。

❹ 影响金属工艺焊接性的因素有哪些

钢材焊接性能的好坏抄主要取决袭于它的化学组成。而其中影响最大的是碳元素，也就是说金属含碳量的多少决定了它的可焊性。焊接性就是焊接的容易程度 主要看碳当量 其次呢 影响金属焊接的因素 各方面都有了 选材 焊接参数等
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❺ 影响可焊性的因素

1、影响钢材可焊性的抄因袭素主要是它的化学组分。而其中影响最大的是碳元素，也就是说金属含碳量的多少决定了它的可焊性。
2、焊接性，是指金属材料在采用一定的焊接工艺包括焊接方法、焊接材料、焊接规范及焊接结构形式等条件下，获得优良焊接接头的难易程度。 一种金属，如果能用较普通又简便的焊接工艺获得优质接头，则认为这种金属具有良好的焊接性能。
3、钢中碳元素之外的其他合金元素大部分也不利于焊接，但其影响程度一般都比碳小得多。钢中含碳量增加，淬硬倾向就增大，塑性则下降，容易产生焊接裂纹。通常，把金属材料在焊接时产生裂纹的敏感性及焊接接头区力学性能的变化作为评价材料可焊性的主要指标。所以含碳量越高，可焊性越差。常把钢中含碳量的多少作为判别钢材焊接性的主要标志。含碳量小于0.25％的低碳钢和低合金钢，塑性和冲击韧性优良，焊后的焊接接头塑性和冲击韧性也很好。焊接时不需要预热和焊后热处理，焊接过程普通简便，因此具有良好的焊接性。随着含碳量增加，大大增加焊接的裂纹倾向。

❻ 什么情况会影响焊接

1、焊料与母材差别加大，融合不良（选择正确焊接材料）2、焊料潮湿，焊接时氢化裂纹导致（做好焊料防潮工作）3、焊接应力大，没做去除焊接应力措施（可趁热锤击或退火处理）4、材料薄，焊接参数设置有误，导致焊接质量差，烧穿等其他原因。
对于钢铁材料来讲，可归纳为材料、设计、工艺及服役环境等四类因素。(1) 材料因素:包括钢的化学成分、冶炼轧制状态、热处理状态、组织状态和力学性能等，其中化学成分(包括杂质的分布）是主要的影响因素。  对于焊接性影响较大的元素有碳、硫、磷、氢、氧、氮，还有合金元素猛、硅、格、镇、钼、钦、银、镅、铜、硼等。  (2) 设计因素:指结构形式的影响。例如结构的刚度过大、接口断面的突变、焊接接头的缺口效应、过大的焊缝体积等，都是不同程度地造成脆性破坏的条件。  在某些部位，焊缝过度集中和多向应力状态对结构的安全性也有不良影响。(3) 工艺因素:包括施工时所采用的焊接方法、焊接工艺规程 (如焊接参数、焊接材料、预热、后热等）和焊后热处理等，这些都会影响焊接性。
    (4) 服役环境因素:是指焊接结构的工作温度、负荷条件（动载、静载、冲击、高速等）和工作环境(化工区、沿海及腐蚀介质等）。
在焊接过程中焊缝没有开裂，在使用中开裂的原因很多1、焊接应力没有去除（如没有进行回火或消氢处理），2、有一种焊接裂纹叫氢致裂纹（它的开裂时间可以在焊后开裂也可能焊后几个小时或更长时间）3、这是由于焊缝中的氢白点或氢气孔引起的。

❼ 影响钛合金焊接性能的因素有哪些

？钛虽然有众多的优良特性，其中包括强度高、耐腐蚀性强、密度大、韧性强等等，但是在钛的生产制造过程中相比较于其他的金属要难的多，有太多的不明因素影响到钛合金的焊接过程。那么，呢？下面天宇钛业钛管生产技术员小周来给大家针对气体及杂质污染对钛合金焊接性能的影响做个详细的介绍。 1.氧的影响： 氧这种气体元素在α相和β相中都是具有较高的溶解度，而且能形成间隙固相深，使用钛能提高钛及钛合金的强度和硬度，使塑性却显着降低。为了保证焊接接应的性能，除了在焊接过程中严防焊缝和焊按热影响区发生氧化外，同时还应限制基本金属及焊丝中的含氧量。 2.碳的影响： 钛板及钛合金中常见的杂质包括碳元素，试验表明，当碳含量为0.13%时，碳因深在α钛中，焊缝强度极限有些提高，塑性有些下降，但不及氧氮的作用强烈。 如果继续增加焊缝含碳量时，焊缝容易出现网状TiC，其数量随碳含量增高而增多，使焊缝塑性急剧下降。 3.氢的影响： 其实说起氢，很多人不知道，其实它才是气体杂质中对钛的机械性能影响最严重的因素。

❽ 焊接性的影响因素

钢材焊接性能的好坏主抄要取决于它的化学组成。而其中影响最大的是碳元素，也就是说金属含碳量的多少决定了它的可焊性。钢中的其他合金元素大部分也不利于焊接，但其影响程度一般都比碳小得多。钢中含碳量增加，淬硬倾向就增大，塑性则下降，容易产生焊接裂纹。通常，把金属材料在焊接时产生裂纹的敏感性及焊接接头区力学性能的变化作为评价材料可焊性的主要指标。所以含碳量越高，可焊性越差。所以，常把钢中含碳量的多少作为判别钢材焊接性的主要标志。含碳量小于0.25%的低碳钢和低合金钢，塑性和冲击韧性优良，焊后的焊接接头塑性和冲击韧性也很好。焊接时不需要预热和焊后热处理，焊接过程普通简便，因此具有良好的焊接性。随着含碳量增加，大大增加焊接的裂纹倾向，所以，含碳量大于0.25%的钢材不应用于制造锅炉、压力容器的承压元件。

❾ 常用的钢材五大元素影响钢材焊接性能主要元素是什么

常用的钢材五大元素影响钢材焊接性能主要元素是碳，硅，锰，磷，硫。