① 焊縫金屬為什麼要合金化
合金化就是把所需要的合金元素,通過焊接材料過渡到焊縫金屬(或回堆焊金屬)中。通過加入答元素, 使金屬成為(在一定的工藝條件下) 具有預期性能的合金。為保證鋼的各種物理、化學性能,向鋼中加入合金添加劑將其成分調整到規定范圍的操作。那些在普通鋼中沒有的或含量較少的元素(C、Si、Mn、S或P)都屬於合金元素。合金添加劑既可以是純的材料(鎳、銅、鋁、石墨粉等),也可以是鐵合金(錳鐵、硅鐵、釩鐵、鉻鐵等),也可是合金元素的化合物(氧化物、碳化物、氮化物等)。在煉鋼生產中,一般脫氧與合金化幾乎同時進行,有時不可能把脫氧元素與合金元素截然分開。但脫氧與合金化二者的目的和物理化學反應過程是不同的。
② 鋁合金各種元素'在鋁合金里都起到什麼作用'
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鋁中加入其他元素形成的合金稱為鋁合金,把其他元素加入到鋁中稱為鋁的合金化,鋁中常見的合金元素有銅、鎂、鋅、硅、錳、鈦和稀土元素等。這些元素在鋁合金里都起到以下作用:
1、固溶強化作用
純鋁通過加入合金元素形成鋁基固溶體,起固溶強化作用,使其強度提高,形成無限固溶體或高濃度的固溶體型合金時,不僅能夠獲得高強度,而且同時獲得優良的塑性和壓力加工性能,銅、鎂、鋅、硅、錳在鋁中有較大的溶解度,故起較大的固溶強化作用。
2、時效強化作用
鋁沒有同素異構轉變,鋁合金的熱處理強化主要是通過合金元素在鋁中有較大溶解度,並且隨溫度的降低而急劇減少的特性來進行,這樣可以形成過飽和固溶體,在隨後時效時產生時效強化。銅、鎂、鋅、硅、錳在鋁中有較大的溶解度,而室溫又有很小溶解度,故鋁合金加入這些元素。
3、過剩相強化作用
當鋁合金中加入的合金元素超過其極限溶解度時,淬火加熱時便有一部分不能溶入固溶體,而以第二相出現,這個就是過剩相,過剩相多數為硬而脆的金屬間化合物,它們在合金中起阻礙滑移和位錯運動的作用,使強度、硬度提高,塑性、韌性下降,鋁合金中過剩相數量越多,強化效果越好,合金強度越高,但是過剩相過高時會使鋁合金變脆而導致強度急劇降低,如鑄造鋁合金中的硅就是如此。
4、細晶強化作用
眾所周知,金屬材料晶粒越細,組織越細,力學性能就越高。所以加入一些能夠細化鋁合金組織的元素,也能夠提高鋁合金的力學性能,細化組織包括細化鋁合金基體,也包括細化過剩相組織。如鋁硅鑄造合金中加入微量的鈉或銻,少量的錳、鉻、鈷等元素能夠細化晶粒,在提高強度的同時,也提高塑性。再如形變鋁合金中添加微量的鈦、鋯、鈹以及稀土元素,他們能夠形成難溶化合物,在鋁合金結晶時起到非自發形核作用,達到細化組織的目的,從而提高鋁合金的強度和塑性。
以上講解有一些專業術語,不知道你能夠看明白不?如果不明白可以看一看《金屬學》來理解。
③ 焊接金屬合金化的目的有幾個方面
焊接時,把所需要的合金元素通過焊接材料過渡到焊縫金屬中去的過程,稱為焊縫內金屬合金化。
焊縫金容屬合金化的目的有以下幾個方面:
1、補償焊接過程中由於蒸發、氧化等原因造成的合金元素的損失。
2、消除工藝缺陷,改善焊縫金屬的組織和性能。例如,為了消除因硫引起的熱裂紋,需要向焊縫中加入錳。焊接某些結構鋼時,常向焊縫中加入鈦、鋁等元素,以細化晶粒,提高焊縫的沖擊韌度。
3、獲得具有特殊性能的堆焊金屬。例如,冷加工或熱加工用的工具或其它零件(如切削刀具、熱鍛模、軋輥、閥門等),要求其表面具有耐磨性、紅硬性、耐熱性和耐腐蝕性。可以向焊縫中加入鉻、鉬、鎢、錳等合金元素,形成具有特殊性能的堆焊層。
④ 彈簧鋼的合金化都有哪些元素,有什麼特性
碳是鋼中的主要強化元素,對彈簧鋼的影響往往超過其他合金元素。根據使用要求,彈簧鋼材料應是中高碳的合金鋼。當今世界各國普遍採用的彈簧鋼,含碳量絕大部分在0.45%~0.65%。
為了克服彈簧鋼強度提高後韌性和塑性降低的難題,也有降低碳含量的趨勢。中國對低碳馬氏體彈簧鋼進行了深入的研究,如28mnsib、35mnsib等,其碳含量在0.30%左右。實踐表明,這些彈簧鋼可以在低溫回火的板條狀馬氏體組織下使用,有足夠強度和優良的綜合力學性能,尤其是塑性、韌性極好。日本研究開發的幾種高強度彈簧鋼,如uhs1900、vhs2000、nd120s、nd250s等,碳含量均在0.40%左右。
合金元素在彈簧鋼中的主要作用是提高力學性能、改善工藝性能及賦予某些特殊性能(如耐高溫、耐蝕)等。
很多彈簧鋼以硅為主要合金元素,它是對彈減抗力影響最大的合金元素,這主要是由於硅具有強烈的固溶強化作用;同時,硅能抑制滲碳體在回火過程中的晶核形成和長大,改變回火時析出碳化物的數量、尺寸和形態,提高鋼的回火穩定性。目前,國內鋼材牌號中wsi為1.8%~2.2%,是現有標准中含硅最高的彈簧鋼。但硅含量如果過高,將促進鋼在軋制和熱處理過程中的脫碳和石墨化傾向,並且使冶煉困難和易形成夾雜物,因此,過高硅含量彈簧鋼的使用仍需慎重。
由於鉻能夠顯著提高鋼的淬透性,阻止si-cr鋼球化退火時的石墨化傾向,減少脫碳層,因此是彈簧鋼中的常用合金元素,以鉻為主要強化元素的彈簧鋼50crv使用較廣泛。
錳是提高淬透性最有效的合金元素,它溶入鐵素體中有固溶性化作用。研究表明,wmn必須大於0.5%,以使淬火時彈簧鋼心部完全較變為馬氏體,但當wmn超過1.5%時,韌性明顯下降,這在選擇彈簧鋼時應優先考慮的。
鉬可以提高鋼的淬透性,防止回火脆性,改善疲勞性能,現有標准中加鉬的彈簧鋼不多,加入量一般在0.4%以下。
釩是強碳化物形成元素,固態下所析出的細小彌散的mc型碳化物具有很強的沉澱強化效果。在35crmnb鋼中加入0.11%v,可顯著提高鋼的淬透性,還發現釩能有效降低35simnb鋼的脫碳敏感性,認為這與釩降低鋼中有效固溶碳、防止晶粒長大和阻止晶界擴散並提高抗氧化性有關。