18种元素在钢中的作用.docx

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1、0.25%Ni=l4.5%调质钢:含 C=0. 350. 55%Ni=lL 75%不锈钢:含Ni2% M体不锈钢，含Ni=818% A体不锈钢。含Ni=28% M-P体类不锈钢。耐热不起皮钢：含Ni达936%,属A体钢。磁钢：含Ni2.5%的多元素合金钢。(18Cr3MoWVA. 20Cr3MoWVA等)是良好的抗氢蚀钢。含CrV0 08%这是石墨钢的要求，所以Cr是阻止石墨化的一种元素。含CrL2%低合金高强度钢(一般Mn钢和SiMn钢)含Cr=0. 5-1.65%作轴承钢(C1%)其合金含量低，价廉，而又具有高强度、高耐磨性、良好的耐疲劳性和淬透性，且热处理也简便。含Cr=310%的钢Cr

2、对钢强度和韧性的影响是CrV2%时逐渐增强到2%时，强化作用最为显著。但超过此限则会损害其热强性。310%时最为明显，当含Cr12%时，则强度又复升高。但是当含Cr量增至3%时，由于其马氏体回火稳定性显著增高。所以有较高的硬度和耐磨性而用于模具。当含Cr量增至3%时，其与含CM的磁性配合也最好。所以又用作磁钢。含Cr4%而与18%W及1%V结合可得到很好的红硬性（620oC HRO60）,所以广泛用于高速工具钢中，含Cr5%的钢（含CK）即可空气中淬火。含Cr56%及含Cr610%且含Si23%的矽辂钢，尽管强度不是很高，但亦具有足够的耐热性和抗氧化性而用于气阀中及石油、化学工业（氨合成设备等

3、）。含Cr=1214%的钢是最典型的不锈钢（lCrl3-4Crl3）它们都有较高的抗蚀力，强度也不错，面Crl2. Crl2Mo等则是典型的具有高淬透性和高耐磨性的模具钢。（此类多属马氏体钢）含Cr=1618%的钢有的只具单相（铁素体）,有的双相（M体一铁素体），此类具单相的Cr钢耐蚀力比含Cr=1214%的钢还高。如Crl7、9Crl8等，如再加89%的Ni其耐蚀力又将大大增高。如lCrl8Ni9、lCrl8Ni9Ti等都是典型的不锈钢、耐酸性较好，CrNi钢的缺点是有晶间腐蚀，加Ti、Nb可改善。含Cr=2332%的钢具有很好的抗蚀稳定性，极高的抗氧化性，甚至在普通温度下能抵抗浓硝酸、浓磷

4、酸、浓硫酸的浸蚀。含Cr 2728%的钢可作130（C的热电偶温度计的防护罩。这类钢是纯铁素体钢，所以不能通过热处理改变其组织及性能。且再结晶温度较低，粗晶作用较强，有高的脆性，所以不能作受振及打击零件。加入Mo、W、V可适当改变性能。减少Cr含量，加Si量可提高其热强度如Cr9Si2. CrlOSi2Mo等。加Ni也成，如Cr20Nil4Si Cr25Ni20 Crl8Ni25Si Crl4Mnl4W. Crl8Ni6Mn5 等等。Cr不同于Mn、Ni,它是缩小区的合金元素。（它同-Fe都具有体心立方晶格，且自熔点1849（至绝对0%,纯格均为这一晶格不变），所以随含Cr量增加Ac3虽也从9

5、1（C开始降低，但其速很慢，而Ac4却从140（C迅速降低，至含辂达8%时Ac3为85（C已为最低。含Cr再增加，Ac3即迅速上升。当含Cr量达13%时，Ac3与Ac4会合为一点，区被封闭，所以含Cr13%时变为纯铁素体相，不再发生转变，用热处理也不能再改变其晶粒尺寸。即为铁素体钢。当Cr量继续增加，约在2560%特别是4548%区域，当温度低于950时（多在820）慢冷，将会析出一种无磁性脆性组分相。这些在进行二次加热后将会游离析出，致使得在固溶体中产生巨大体积改变造成颇大应力，故极脆。但在95（C以下急冷时，相可由于固溶体内不析出，影响则较小。相问题：有人指出，当Cr和C含量搭配时，特别在

6、含左右时，将极易生成游离态的铁素体即相，它将使钢的工艺性能和耐热性降低，所以要很好注意在含Cr=O. 11%时，含Cr=10.9%可使相量减至最少。Cr对抗腐性的改善上很有利的，但对抗蠕变的影响则较复杂。因为作耐热钢应注意，当含Cr=l%抗蠕变强度最高。含Crf则出现，CrC3三方晶格,至Cr=7%抗蠕强降至最低点，当含Cr增至12%0-,Cr23C6将取代Cr7C3,抗蠕强（耐热性）可有少许提高，添加V、Nb、Ti可得极细弥散相，对抗蠕强（耐热性）改善极为有利。三维cad机械|汽车|技术catia|pro/eug inventorsolidedgesolidworkscaxa 9 h： X*

7、b i7 A8 f! c3 W X（ K（1） W的良好作用是：1）细化晶粒，（其作用比Cr还强，所以可降低钢的过热倾向性，提高强度、韧性和热稳定性。2）提高M体稳定性，大大提高淬透性，18CrNiWN任何冷却速度都能完全淬透，得M体，用W18%与Cr4%配合，M体稳定性可达60（TC,保持红硬性。3）阻止回火脆性发展，所以可提高强度同时不降低塑性，提高韧性。4）提高淬火钢的矫顽磁力，阻止钢的组织时效。5）其碳化物极其稳定，高温也难溶进固溶体，所以可作高速工具钢。6） W钢一般硬度、耐磨性较好，热处理变形小，不易淬裂，回火稳定性也较好。7） W因能提高A体的稳定性,而用于阀门钢中，缩小区，同C

8、r。8）可提高珠光体耐热钢的热强性,提高再结晶温度。9）在高合金Cr、Ni钢中加入24%W便可提高钢的屈服点，疲劳强度和热稳定性，并因为形成碳化物而减小晶向腐蚀倾向（Fe3W2和Fe2W都是极稳定的化合物，高度弥散,所以可提高强度、热稳定性。）（2） W的不良影响：1）增加脱碳（碳化物稳定）阻止石墨化。2） W是强碳化物元素，应防止碳化物不均影响性能而成废品（可增加徽拔数及正火处理纠正）。3）含W9%时硬度显著提高，而3、显著降低。4） W使钢导热率降低，含W10%其导热率只有纯铁的0.7倍。5）含W增加，可锻温度范围降低。（3） 一般合金钢中的W的含量：合金结构钢:W=0.3L0% （例 2

9、0Cr3MoWVA、18Cr3MoWVA 等）耐热不起皮钢:W=0. 33. 2% （上二种为抗氢钢亦属此类，又如Crl5Ni36W3Ti等）合金工具钢：W=l18% （CrWMn、W、W2、3Cr2W8V, P9、P18 等）向钢中加入多于2022%的W,是不合适的。所以超过此值W对钢的性能的改善并没更好的作用，所以多加是不经济的。一般提到的降低回火脆性的方法有如下几种：1）在钢中加入0.3L0%的Mo或1L5%的%2）回火时采用快速冷却，用水冷或油冷。3）提高回火温度，此法因为使性能（强度）下降，得不到充分发挥，所以少用。4）延长回火时间，或增加重复高温回火的次数。5）降低淬火温度，或采用

10、二次淬火AC3以上正常淬火AC1AC3之间不完全淬火以消除回火脆性。6）在钢中加入V （约是钳含量%+0.1%可等效），以提高钢的回火稳定性，抑制回火脆性，不过此作用甚微。7）采用形变热处理，即加热至AC3以上进行形变（变形度1520%最佳）后立即淬火回火，韧性提高3倍。8）高速度（1OO（C秒）加热和冷却，最后二种方法因为生产上很难实现而未被采用。注：常说的回火脆性是第二类回火脆性（即45057（C可65070（TC出现的），而第一类回火脆性（250400oC）,所有钢都不可避免的存在，而可用重复回火即能消除，故多不再讨论。7、Mo（1）锢的良好作用是：I）细化晶粒的作用比W更强，所以可降低

11、钢的过热倾向性，提高强度、硬度、热稳定性。2） Mo在钢中会使锻件t os、HB,而使3、 ak。提高M体回火稳定性，与Cr. Ni结合可大大提高淬透性，可细化晶粒，提高韧性，使锻造加工容易。3）降低回火脆性，对某些结构钢可消灭回火脆性（如24CrMoV5）,所以可提高强度而塑性并不降低，铝可提高钢的冲击韧性。又一说是合金元素（包括M。在内）均只有抑制回火脆性的作用而不能达到消除回火脆性。Mo的影响是：含量达0. 2%即有良好作用。所以普通合金结构钢含Mo0. 250.4%对放置回火脆性温度范围550600C长期工作的钢才规定含Mo为0. 50.6%,当含Mo量超过一定值时（对低碳钢此限为1.0%）,则反而会使高温回火水冷钢变脆。Mo钢长时间回火易变脆。当含P和M。较高时，即使有Mo或W等也仍不能避免回火脆性产生。附带说说降低回火脆性的方法（见上段）。4）提高钢的的矫顽力，改善磁性。5）其碳化物也很稳定，它并阻止其它碳化物析出。高温也很难向固溶体转移。6）专目可代鸽（因为原子量成半关系，所以可用l%Mo代替2%W）。7）同样Mo亦可提高奥氏体稳定性而用于阀门钢。8）可提高Cr、Ni不锈钢的抗晶间腐蚀能力。9）在某些还原性介质中易使耐酸不锈钢钝化