如何理解合金管元素对外界造成的影响

如何理解合金管元素对外界造成的影响主要合金管元素对钢的性能影响元素名称强度弹性冲击 韧度屈服点硬度伸长蛊断面收缩率低温韧性高温强度耐磨性被切削性锻压性渗碳 性能渗氮 性能抗氧 化性耐蚀性冷却速度Mr+0+OO+O-+OOO-Mn+-+O+-Cr+-+-+-+-+-Ni+O+OO+-Ni+-+-+-Si+-+-+-+-Cu+0+0O+0-O+M0+-+-+-+-C0+-+-+O-+V+-+OO+-+-+-W+O+-+-+-Al+-+-+-+-Ti+-+-+S-+-P+-+-+-相关详细信息可以参考: 无缝钢管/主要合金管元素对钢性能影响的有关说明元素名称对性能主要影响Al主要作用为细化晶粒和脱氧，在渗氮钢中能促成渗氮层，含量高时，能提高高温抗氧化性，耐H2s气体的腐蚀作用，固溶强化作用大，提高耐热合金的热强性，有促使石墨化倾向B微量硼能提高钢的淬透性，但随钢中碳含量增加，淬透性的提高逐渐减弱以至完全消失C含量增加，钢的硬度和强度也提高，但塑性和韧性随之下降C0有固溶强化作用，使钢具有红硬性，提高高温性能、抗氧化和耐腐蚀性，为高温合金及超硬高速钢的重要合金元素，提高钢的Ms点，降低钢的淬透性Cr提高钢的淬透性，并有二次硬化作用，增加高碳钢的耐磨性，含量超过12时，使钢具有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀作用，提高钢的热强性，是不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素，但含量高时易产生脆性Cu含量低时，作用和镍相似，含量较高时，对热变形加工不利，如超过O30时，在热变形加工时导致高温铜脆现象，含量高于O75时，经固溶处理和时效后可产生时效强化作用。在低碳合金钢中，特别是与磷同时存在，可提高钢的抗大气腐蚀性，2一3的铜在不锈钢中可提高对硫酸、磷酸及盐酸等的抗腐蚀性及对应力腐蚀的稳定性Mn降低钢的下临界点，增加奥氏体冷却时的过冷度，细化珠光体组织以改善其力学性能，为低合金钢的重要合金元素，能明显提高钢的淬透性，但有增加晶粒粗化和回火脆性的不利倾向Mo提高钢的淬透性，含量0.5时，能降低回火脆性，有二次硬化作用。提高热强性和蠕变强度，含量23时，提高抗有机酸及还原性介质腐蚀能力N有不明显的固溶强化及提高淬透性的作用，提高蠕变强度，与钢中其他元素化合，有沉淀硬化作用，表面渗氮，提高硬度及耐磨性，增加抗蚀性，在低碳钢中，残余氮会导致时效脆性Nb固溶强化作用很明显，提高钢的淬透性(溶于奥氏体时)，增加回火稳定性，有二次硬化作用，提高钢的强度、冲击韧性，当含量高时(大于碳含量的8倍)，使钢具有良好的抗氢性能，并提高热强钢的高温性能(蠕变强度等)Ni提高塑性及韧性，(提高低温韧性更明显)，改善耐蚀性能，与铬、钼联合使用，提高热强性，是热强钢及不锈耐酸钢的主要合金元素之一P固溶强化及冷作硬化作用很好，与铜联合使用，提高低合金高强度钢的耐大气腐蚀性能，但降低其冷冲压性能，与硫、锰联合使用，改善切削性，增加回火脆性及冷脆敏感性Pb改善切削加工性RE包括镧系元素及钇和钪等17个元素，有脱气、脱硫和消除其他有害杂质作用，改善钢的铸态组织，O2的含量可提高抗氧化性、高温强度及蠕变强度，增加耐蚀性S改善切削性。产生热脆现象，恶化钢的质量，硫含量高，对焊接性产生不好影响Si常用的脱氧剂，有固熔强化作用，提高电阻率，降低磁滞损耗，改善磁导率，提高淬透性，抗回火性，对改善综合力学性能有利，提高弹性极限，增加自然条件下的耐蚀性。含量较高时，降低焊接性，且易导致冷脆。中碳钢和高碳钢易于在回火时产生石墨化Ti固溶强化作用强，但降低固溶体的韧性，固溶于奥氏体中提高钢的淬透性，但化合钛却降低钢的淬透性。改善回火稳定性，并有二次硬化作用，提高耐热钢的抗氧化性和热强性，如蠕变和持久强度，且改善钢的焊接性V固溶于奥氏体中可提高钢的淬透性，但化合状态存在的钒，会降低钢的淬透性，增加钢的回火稳定性，并有很强的二次硬化作用，固溶于铁素体中有极强的固溶强化作用。细化晶粒以提高低温冲击韧性，碳化钒是最硬耐磨性最好的金属碳化物，明显提高工具钢的寿命，提高钢的蠕变和持久强度，钒、碳含量比超过5.7时，可大大提高钢抗高温高压氢腐蚀的能力，但会稍微降低高温抗氧化性W有二次硬化作用，使钢具有红硬性，提高耐磨性，对钢的淬透性、回火稳定性、力学性能及热强性的影响均与钼相似，稍微降低钢的抗氧化性Zr锆在钢中作用与铌、钛、钒相似，含量小时，有脱氧、净化和细化晶粒的作用，提高钢的低温韧性，消除时效现象，提高钢的冲压性能 耐候钢中，Cu和P是耐大气、海水侵蚀的最有效的元素。为降低含P钢的冷脆敏感性和改善焊接性、要求控制（w(C)0.16。钢中Cu的含量低（w(Cu)约0.20.4左右），焊接时不会产生热裂纹；含P钢中（w(C+P)都控制在0.25一下，故钢的冷脆倾向不大。Cr能提高钢的耐腐蚀稳定性。Ni和Cu、Cr、P一起加入，可加强耐蚀效果。低温钢中Al、V、Nb、Ti及稀土（Re）等元素可固溶强化和晶粒细化。如加入Ni，固溶于铁素体，即可提高其强度，又使基体低温韧性得到明显改善；同时提高了淬透性。镍增大了钢的淬硬性，且增大了热裂的倾向。珠光体耐热钢中，主要合金元素为铬和钼，铬和钼能显著提高钢的淬硬性；为进一步提高钢的热强度和稳定性，添加少量的钨、钒、铌、钛、镍和稀土等。耐热钢中，钼、钒、钛提高钢的高温强度最明显。耐热钢中含有铬、钼、钒、铌和钛等强碳化物形成元素。合金结构钢中，锰和镍是固溶强化元素。镍改善韧性的主要元素。钼和铬能显著提高强度和淬透性，钼还能细化晶粒。钒和铌为碳化物和氮化物的强烈形成元素，以细小质点从固溶体中析出，强化项，并以弥散状态细化晶粒；钒和铌提高强度，但塑性下降。加入钒和铌的低合金钢在热轧状态下性能不稳定，正火处理使其细化晶粒和碳化物均匀弥散析出，从而获得高的塑性和韧性，故Q345、Q390应在正火状态下更合理。 氮与钒、钛、铌等形成氮化物，使钢弥散强化。一定数量的硼（B）0.005 和钼同时加入可提高淬透性和强度，硼还能细化晶粒。钒和铌是细化晶粒和沉淀强化元素。钼不仅可以细化晶粒，提高强度，还可提高钢的中温性能。正火钢中添加钒、铌、钛和钼等碳、氮化合物形成元素，通过正火处理后形成细小的碳、氮化合物从固溶体中沉淀析出，并起到细化晶粒的作用，从而提高强度，改善塑性和韧性。钛、钒、氮为沉淀强化元素。钼是中强碳化物形成元素，其碳化物稳定性强，提高了钢的强度，强化了晶粒。钢中S、P过多，可能在晶界上形成低熔点的S、P化合物，引起焊缝熔合线附近的液化裂纹，甚至焊缝热裂纹。氧会降低力学性能，并提高时效敏感性，当氧化物和其他化合物过多时，还可能引起层状撕裂。氮虽能提高强度，但恶化塑性和冲击韧度，并时效敏感性大大提高。微合金化元素Nb、V、Ti在钢中的作用,主要表现在在热加工过程中抑制奥氏体的形变再结晶并阻止其晶粒的长大,并通过它们的碳氮化合物的应变诱导析出,对钢进行沉淀强化.这3个元素虽然都是通过细化晶粒和沉淀强化来提高强度,但它们在钢中的作用机理及强化程度并不同,Nb在钢中具有最强的晶粒细化强化效果,而V在钢中具有最强的沉淀强化效果,Ti则介于Nb和V两者之间只加Nb在低于1100奥氏体化沉淀硬化效果，微乎其微，只以细化晶粒提高抗弹减性。但是只加V可产生沉淀强化和细化晶粒效果，但钒的碳化物在生产线上的短时间溶于奥氏体中是困难的。试验指出在900奥氏体化时只加钒的钒碳化物完全溶解需要