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鋼鐵行業為什麼要合金

發布時間:2022-10-31 12:01:09

① 什麼是合金鋼為什麼合金元素能提高鋼的硬度

能提高鋼的硬度合金,職能說明此合金能使材料淬透性好,詳細原因也不可以一兩句能說的明白,請參閱材料學書籍看看。

② 合金元素在鋼中都有哪些作用

合金元素在鋼中的作用
Mn
1、在低含量范圍內,對鋼具有很大的強化作用,提高強度、硬度和耐磨性
2、降低鋼的臨界冷卻速度,提高鋼的淬透性
3、稍稍改善鋼的低溫韌性
4、在高含量范圍內,作為主要的奧氏體化元素
Si
1、強化鐵素體,提高鋼的強度和硬度
2、降低鋼的臨界冷卻速度,提高鋼的淬透性
3、提高鋼的氧化性腐蝕介質中的耐蝕性,提高鋼的耐熱性
4、磁鋼中的主要合金元素(含量在0.40%范圍內時,改善熱裂傾向,含量高時,易形成柱狀晶,增加熱裂傾向。)
Cr
1、在低合金範圍內,對鋼具有很大的強化作用,提高強度、硬度和耐磨性
2、降低鋼的臨界冷卻速度,提高鋼的淬透性
3、提高鋼的耐熱性
4、在高合金範圍內,使鋼具有對強氧化性酸類等腐蝕介質的耐腐蝕能力
Mo
1、
強化鐵素體,提高鋼的強度和硬度
2、
降低鋼的臨界冷卻速度,提高鋼的淬透性
3、
提高鋼的耐熱性和高溫強度
Ni
1、
提高鋼的強度,而不降低其塑性,改善鋼的低溫韌性
2、
降低鋼的臨界冷卻速度,提高鋼的淬透性
3、
擴大奧氏體區,是奧氏體化的有效元素
4、
本身具有一定耐蝕性,對一些還原性酸類有良好的耐蝕能力
Al
1、
煉鋼中起良好的脫氧作用
2、
細化鋼的晶粒,提高鋼的強度
3、提高鋼的抗氧化性能,提高不銹鋼對強氧化性酸類的耐蝕能力
RE
1、煉鋼中起脫硫、去氣、凈化鋼液作用
2、細化鋼的晶粒,改善鑄態組織
S:
1、
硫在鋼中以FeS-Fe共晶體存在於鋼的晶粒周界,降低鋼的力學性能,優制鋼含硫量一般應限制在0.04%以下。
2、
在機械製造中,有時為了改善某些鋼的切削加工性能,人為將含硫量提高,以形成硫化物,起中斷基體連續性的作用。
3、
硫含量的提高,增加鑄件熱裂傾向。
H:
煉鋼過程中鋼液從爐氣中吸收氫
鋼液中氫的溶解度隨溫度升高而提高,在緩慢凝固條件下,氫以針孔形態析出。快速凝固時,析出氫在鐵的晶格內造成高應力狀態,導致脆性。
N:
煉鋼過程中鋼液從爐氣中吸收氮
1、
鋼液中溶解的氮在凝固過程中因溶解度降低而析出,並與鋼中的Si、Al、Zr等元素化合,生成SiN、AlN
、ZrN等氮化物。少量氮化物能細化鋼的晶粒。氮休物多時,會使鋼的塑性和韌性降低。
2、
氮屬於擴大奧氏體區元素,在鋼中可部分代替鎳的作用,是鉻錳氮不銹鋼中的合金元素,,在超低碳不銹鋼中,可代替碳的作用,提高鋼的強度。
O:
1、
鋼液中溶解的FeO
在凝固前溫度降低過程中與鋼液中的碳起反應,生成一氧化碳氣泡,在鑄件中造成氣孔。
2、
鋼液凝固過程中,FeO因溶解度下降而析出在鋼的晶粒周界處,降低鋼的性能。

③ 為什麼鋼屬於合金

因為鋼是含碳量在0 . 04 %一2.3%之間的鐵碳合金。為了保證其韌性和塑性,含碳量一般不超過1 . 7 %。鋼的主要元素除鐵、碳外,還有硅、錳、硫、磷等。鋼的分類方法多種多樣,其主要方法有如下七種:1 、按品質分類
( 1 )普通鋼(P ≤ 0 . 045 % , S ≤ 0 . 050 % )
( 2 )優質鋼(P 、S 均≤0 . 035 % )
( 3 )高級優質鋼(P ≤ 0 . 035 % , S ≤0 . 030 % )
2 、按化學成份分類
( l )碳素鋼:a .低碳鋼(C ≤ 0 . 25 % ) ; b .中碳鋼(C ( 0 . 25 司.60 % ) ; c .高碳鋼(C ( 0 . 60 % )。
( 2 )合金鋼:a .低合金鋼(合金元素總含量≤5 % ) b .中合金鋼(合金元素總含量>5 一10 % ) c .高合金鋼(合金元素總含量>10% )。
3 、按成形方法分類
( 1 )鍛鋼;( 2 )鑄鋼;( 3 )熱軋鋼;( 4 )冷拉鋼。
4 、按金相組織分類
( l )退火狀態的a .亞共析鋼(鐵素體+珠光體)b .共析鋼(珠光體)c .過共析鋼(珠光體+滲碳體)d .萊氏體鋼(珠光體+滲體)。
( 2 )正火狀態的:a .珠光體鋼;b .貝氏體鋼;c .馬氏體鋼;d .奧氏體鋼。
( 3 )無相變或部分發生相變的
5 、按用途分類
( l )建築及工程用鋼:a .普通碳素結構鋼;b .低合金結構鋼;c .鋼筋鋼。
( 2 )結構鋼
a .機械製造用鋼:( a )調質結構鋼;( b )表面硬化結構鋼:包括滲碳鋼、滲氨鋼、表面淬火用鋼;( c )易切結構鋼;( d )冷塑性成形用鋼:包括冷沖壓用鋼、冷墩用鋼。
b .彈簧鋼
c .軸承鋼
( 3 )工具鋼:a .碳素工具鋼;b .合金工具鋼;c .高速工具鋼。
( 4 )特殊性能鋼:a ,不銹耐酸鋼b .耐熱鋼包括抗氧化鋼、熱強鋼、氣閥鋼c .電熱合金鋼;d .耐磨鋼;e .低溫用鋼;f .電工用鋼
( 5 )專業用鋼一如橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農機用鋼等。
5 、綜合分類
( l )普通鋼
a .碳素結構鋼:( a ) Q195 ; ( b ) QZ15 ( A 、B ) ; ( c ) Q235 ( A 、B 、C ) ; ( d ) Q255 ( A 、B ) ; ( e ) Q275 。b .低合金結構鋼c .特定用途的普通結構鋼( 2 )優質鋼(包括高級優質鋼)
a .結構鋼:( a )優質碳素結構鋼;( b )合金結構鋼;( c )彈簧鋼;( d )易切鋼;( e )軸承鋼;( f )特定用途優質結構鋼。
b .工具鋼:( a )碳素工具鋼;( b )合金工具鋼;( c )高速工具鋼。
c .特殊性能鋼:( a )不銹耐酸鋼;( b )耐熱鋼;( c )電熱合金鋼;( d )電工用鋼;( e )高錳耐磨鋼。6 、按冶煉方法分類
( l )按爐種分
a .平爐鋼:( a )酸性平爐鋼;( b )鹼性平爐鋼。
b .轉爐鋼:( a )酸性轉爐鋼;( b )鹼性轉爐鋼。或(a )底吹轉爐鋼;( b )側吹轉爐鋼;( c )頂吹轉爐鋼。
d .電爐鋼:( a )電弧爐鋼;( b )電渣爐鋼;( c )感應爐鋼;( d )真空自耗爐鋼;( e )電子束爐鋼。
( 2 )按脫氧程度和澆注制度分
a .沸騰鋼;b .半鎮靜鋼;c .鎮靜鋼;d .特殊鎮靜鋼。

④ 為什麼合金元素能提高鋼的強度

鐵中添加鉻、鉬、鈦等均可以提高鋼材的強度,錳可以增強鋼材的彈性。改變金屬物理性質可加入稀土元素,稀土元素被稱為金屬維生素。

⑤ 什麼是合金鋼與碳鋼相比,合金鋼有哪些優點為什麼

合金鋼就是在碳鋼的基礎上,根據需要認為的加入一些合金,稱合金鋼。
其主要專優點是提高材料的綜合性屬能,比如在一些材料中,加入合金後,在同等硬度的情況下,增加材料的強度。也有根據需要可增加材料的耐蝕、耐磨等性能。
至於為什麼,這要看各元素的作用而言,有些是增加淬透性,如Mo、Cr、Mn等。從而增加硬度和耐磨性,有些增加耐蝕和抗氧化性能,如Ni、Cr等,原因很多,還是先看看有些基礎書吧。

⑥ 鐵合金在鋼鐵工業和機械鑄造行業的用途

一、冶煉方面:
1、脫氧劑:包括初脫氧、終脫氧,都分別用到不同的鐵合金。
2、合金劑:為冶煉不同品種的鋼而添加相應的合金元素。
二、鑄造方面:
1、三劑系列:球化劑、蠕化劑、孕育劑或變質劑
對於鑄鐵稱為孕育劑,對於有色金屬稱為變質劑,名稱不同,目的只有一個:細化晶粒。
球化劑、蠕化劑適用於鑄鐵分別得到不同形態的石墨,從而得到不同性能的鑄鐵產品。基本上以稀土硅鐵合金及稀土硅鐵鎂合金為基的,可添加其他元素來達到不同的目的,比如延緩球化衰退等。
2、合金劑:為冶煉不同品種的合金鑄鐵而添加相應的合金元素,如耐磨鑄鐵、耐熱鑄鐵、耐蝕鑄鐵等。

⑦ 汽車材料選擇合金鋼的原因

用鋁、還是用鋼?」這個問題始終困擾著汽車工程師。鋁合金一度威脅到汽車工業內鋼鐵在過去所扮演的領導地位,如果以鋁和製造鋼的原料鐵來相比,不但重量減輕了一半,抗腐蝕性也更優於鋼,但是鋁的價格也相對昂貴,且在製造和維修上都很困難。因此近年隨著超輕型高強度鋼板的問世,也使得鋁合金的優勢部分喪失。相對於鋁合金,不少汽車製造商更加傾向於選擇高強度碳鋼來替代普通鋼材,不過鋁和鋼之間的戰爭,可不會就這么輕易結束。
●車用鋁合金零件比重顯著增加
雖然消費者對於車輛安全性的要求越來越高,然而整個社會對於環保節能的呼聲也相對提高,因此也使得汽車製造商們不得不尋求更堅固、更輕薄的造車原料,而鋁與鋼之間的戰爭也正由此展開。
要製造一輛普通中型汽車必須耗去725公斤的鋼和鑄鐵,還要再加上350公斤的沖壓鋼板。相比之下,鋁合金在一款歐洲汽車內的所佔重量,則是從1990年的50增加到2005年的131.5公斤(多數仍用於發動機內部件與氣缸缸體),而且預計到了2010年還會再增加25公斤。跟製造鋼原料的鐵相比,鋁的重量不僅減輕了一半,其抗腐蝕能力也更優於鋼,種種特質也使得鋁更加受到汽車工程師們的青睞。
『奧迪A8的全鋁車身結構 』
在今天的汽車歷史中,已經出現過不少使用全鋁合金打造車身的市售車,包括本田的超級跑車NSX以及奧迪為了彰顯技術實力而推出的小型車A2,而目前在市面上仍在銷售的車型則有奧迪A8、R8和捷豹XJ是採用全鋁合金車身。其中捷豹XK更是將鋁合金技術與輕量化優勢發揮到極致,不僅車身零件結合總數從5,189個降至2,761個,車身剛性更一舉提高了48%,同時還大幅瘦身達到90kg的效果(從1685kg減重至1,595kg)!
『捷豹XK採用鋁合金技術,大大降低了車身重量,提升了操控性能 』
全新XK車系的功率輸出僅比起舊款車型小幅增加6hp,達到300hp的最大功率,但是在瘦身有成之後的重量/功率比,再加上懸吊系統的改良,換來的卻是平易近人、更加靈巧的操控與駕馭感受。目前捷豹車廠的銷售量12萬570輛與15年前被福特收購前相比,呈現倍數成長。
●高強度鋼材迎戰鋁合金
鋁合金的異軍突起讓車用鋼鐵供貨商們倍感壓力,因此他們也決定統一採取行動以對抗鋁的威脅。早在1995年,便已有32家跨國鋼鐵生產廠商聯合提出了「超輕碳鋼車身」的概念,這種採用高強度鋼材所製造的車身實現了更薄和更輕的結構,能使車身重量減輕達25%!輕薄化的車身確實提高了高強度鋼材的銷售數字,同時鋼鐵廠還對外宣稱,這種材料還有另一大好處,也就是讓汽車在EuroNCAP碰撞測試中得到更高的分數!
歐洲新車評測系統(European New Car Assessment Program)中的碰撞測試,目前已經發展成為是歐洲新車量產前的必要程序,也早已成為消費者在購車時重要的一項參考依據,當今一款新車要想獲得「不差」的安全聲譽,得要在碰撞測試中得到4至5顆星的評分。
根據沃爾沃安全中心工程師Marten Levenstam介紹,鋼材質量的提高使得汽車業者能夠製造出更具安全性的車身結構,並且還不增加車身重量。「您能用普通鋼材構成撞擊力道吸收區,用高強度鋼構成超級安全的乘坐區!」Marten Levenstam說,經得起強力撞擊的車型,才能得到NCAP更優異的評分,所以這對於汽車製造商們來說顯然頗具吸引力。
由於歐盟修改了汽車廢氣排放中的二氧化碳含量標准,將其限制在每公里130克,使得汽車設計師們的注意力也隨之轉移到能減輕車身重量的鋼合金上。普通鋼板的厚度通常為0.7到0.75mm,而今日的超強度鋼板厚度則僅有0.65mm甚至更薄,新款歐寶賽飛利的發動機蓋鋼板便只有0.6mm厚!
鋼鐵生產廠商Arcelor-Mittal、Robert Bosch GmbH與咨詢公司Arthur D. Little的分析結果得出了一個發人深省的結論:僅僅減輕車身重量就能節省約5%的燃油,並且通過這樣的方式來提高油耗表現,只需在每輛車上增加212歐元(約為2200人民幣)的成本以購買高強度鋼材。現有的省油科技包括可變氣門與進氣岐管、渦輪增壓和汽缸間歇功能等,卻絕對無法達到5%的節油效果,而且降低車身重量,還可有效減輕剎車系統的負荷並提高發動機效能。
●鋁合金的技術瓶頸
鋼鐵生產廠商Arcelor-Mittal認為,採用高張力鋼板來減輕車身重量是比較經濟的選擇,他們也預料隨著高張力鋼板達到更高的經濟規模,市售車的重量亦能夠進一步減輕。盡管鋁合金生產廠商無法反駁這一點,但是他們卻用另一種觀點對其提出質疑:如果想要降低二氧化碳的排放量,考慮到汽車的生命周期和資源回收性(鋁的回收比例高於鋼鐵),鋁顯然優於鋼!
『寶馬5系的車身結構,鋼制車身和鋁制車首』
除了奧迪和捷豹之外,對於推出「全鋁合金車款」有興趣的車廠至今仍寥寥無幾。寶馬製造了鋁鋼材料混用的車身結構,但是首要原因卻是基於平衡車身前後配重以提升操控性。寶馬5系即是鋼制車身和鋁制車首(主要在發動機蓋)的結合體實例,而X5僅在車身前半部用上了少數鋁合金零件,其整體結構仍為鋼制。
不過僅僅是這種混合結構,就已經使得製造成本增加了25%,而這還不是讓車廠頭痛的唯一原因,因為鋁在受熱後體積大幅膨脹的金屬特性,更使得鋁制車用零件的製造難度大大增加,在焊接車身時必須使用特製夾鉗,並採用特殊工藝才能將鋁制零件固定在特定位置。包括通用汽車在內的國際性大車廠仍無法將鋁合金廣泛應用在旗下各車型上,主要原因就是考慮到處理鋁制零件的特殊設備無法在遍布全球的組裝廠與維修點廣泛普及

⑧ 什麼是合金鋼為什麼合金元素能提高鋼的硬度

合金鋼是指鋼中除含硅和錳作為合金元素或脫氧元素外,還含有其他合金元素(如內鉻、鎳、容鉬、釩、鈦、銅、鎢、鋁、鈷、鈮、鋯和其他元素等),有的還含有某些非金屬元素(如硼、氮等)的鋼。合金鋼中由於含有不同種類和數量的合金元素,並採取適當的工藝措施,便可分別具有較高的強度、韌性、淬透性、耐磨性、耐蝕性、耐低溫性、耐熱性、熱強性、紅硬性等特殊性能。

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