常见元素对金属材料性能影响(二)
  发布时间:2023年04月14日 点击数:

  7.铬在低合金钢中的作用

  (1)随含铬量的增加。使铬钼钢和铬钼钒钢有良好的的抗高温性和耐氧化介质腐蚀作用,并增加钢的热强性。但含铬量太高时或者处理不当。易发生δ相和475℃回火脆化。

  (2)铬增加钢的淬透性并有二次硬化作用。

  (3)铬是显著提高钢的脆性转变温度的元素,随着含铬量的增加,钢的脆性转变温度也逐步提高,冲击值随含铬量增加而下降。

  (4)在含钼的锅炉钢中,加入少量的铬,能肪止钢在长期使用过程中的石墨化。

  (5)在单一的铬钢中,材料的焊接性能随含铬量的增加而恶化。

  8.铝在低合金钢中的作用

  (1)铝与氮及氧的亲和力很强,因此它也作为炼钢时的脱氧定氮剂,井起到细化晶粒、阻抑碳钢的时效、提高钢在低温下韧性的作用。

  (2)铝作为合金元素加入钢中时能提高钢的抗氧化性,改善钢的电磁性能。提高渗氮钢的耐磨性和疲劳强废等。因此,铝在不起皮钢、电热合金、磁钢和渗氮钢中,得到了广泛的应用。

  (3)铝在铁索体及珠光体钢中,当其含量较高时,材料的高温强度和韧性较低。

  (4)当含铝量达到一定量时,可使钢产生钝化现象,使钢在氧化性酸中具有耐蚀性,但使钢的焊接性变坏。

  (5)铝还能提高钢对硫化氢的耐蚀作用。含铝量在4%左右的钢,在温度不超过600℃时有较好的抗硫化氢腐蚀作用。

  (6)在钢铁材料表面镀铝和渗铝,可以提高其抗氧化性和在工业和海洋性气氛中的耐蚀性。

  (7)含铝的钢渗氮后,在钢的表面形成一层牢固的薄而硬的弥散分布的氮化铝层,从而提高其硬度和疲劳强度,并改善其耐磨性。

  (8)铝是高锰低温钢的主要合金元素。一定量的铝,有提高铁锰奥氏体的稳定度、抑制β-Mn相变的作用,从而使铝在低愠钢中得到了应用。

  9.钼在低合金钢的作用

  (1)钼属于强碳化物形成元素,当其含量较低时,与铁及碳形成复杂的渗碳体;当其含量较高时。则形成特殊碳化物。在较高回火温度下,山于钼的弥散分布,可使材料出现二次硬化。

  (2)钼对铁紊体有固溶强化作用,同时也提高碳化物的稳定性,因此对钢的强度产生有利用。钼是提高钢热强性最有效的合金元紊。钼同样也能提高马氏体钢和奥氏体钢的热强性。

  (3)钼在钢中,由于形成特殊碳化物,可以改善在高温高压下抗氢侵蚀的作用。

  (4)钼常与其它元素如锰、铬配合使用,可显著提高钢的淬透性;含钼量约0.5%时,能抑制或降低其他合金元紊导致的回火脆性。

  (5)钼在不锈耐热钢中,也能使钢表面钝化,但作用不如铬显著。钼与铬相反,它既能在还原性酸(HCl、H2SO4、H2SO3)中又能在强氧化性盐溶液(特别是含有氯离子时)中使钢材表面钝化。因此,钼可以普遍提高钢的耐蚀性能。

  (6)钼加入奥氏体耐酸钢中,能显著地提高材料对醋酸、环烷酸的耐蚀性,在含有氯化物的溶液中,常会引起奥氏体耐酸钢的点腐蚀和晶间间腐蚀。材料中加入钼后,这种倾向在很大程度上会被减缓或抑制。

  10.镍在高合金钢中的作用

  (1)镍是扩大γ相区,形成无限固溶体的元素,它是奥氏体不锈钢中的主要元素。

  (2)镍能细化铁素体晶粒,改善钢的低温性能。含镍量超过一定值的碳钢,其低温脆化转变温度显著降低,而低温冲击韧性显著提高,因此镍钢常用于低温材料。一般情况下,含镍量达到3.5%的镍钢可以在-100℃低温下使用,含镍量达到9%的镍钢可在-196℃超低温下使用。

  (3)含镍的低合金钢还有较高的抗腐蚀疲劳的性能。镍钢不宜在含硫或一氧化碳的气氛中加热,因为镍易与硫化合,在晶界上形成低熔点的NiS网状组织而产牛热脆。在高温时镍将与-氧化碳化合形成Ni(CO)4气体而由合金中逸出,从而在材料中留下孔洞。

  (4)在不锈耐热钢中,镍与铬、钼等元紊适当配合使材料在常温下为奥氏体组织,即得到奥氏体不锈钢或耐热钢。然而,目前镍在全世界范围内都是一种比较稀缺的元素,故作为一种合金元素,应该只有在用其他素不能状得所需要的性能时,才考虑使用它。

  (5)由于镍可降低临界转变湿度和降低钢中各元素的扩散速度,因而它可以提高钢的淬透性。

  (6)镍不增加钢对蠕变的抗力,因此一般不作为热强钢中的强化元紊。在奥氏体热强钢中,镍的作用只是使钢奥氏体化,钢的强度必须靠其他元素如钼、钨、钒、钛、铝来提高。

  (7)镍是有一定耐腐蚀能力的元素,对酸、碱、盐以及大气均具有一定的耐腐蚀能力。

  11.钛在高合金钢中的作用

  (1)钛是最强的碳化物形成元素,与氮、氧的亲和力也极强,是良好的脱气剂和固定氮、碳的有效元素。正因为这样。含钛的高台金钢不宜用于铸件。

  (2)在奥氏体不锈钢中,由于钛能固定碳,有防止和减轻材料晶司腐蚀和应力腐蚀的作用。如果奥氏体不锈钢中的钛、碳含量之比超过4.5时,由于此时材料中的氧、氮和碳可以全部被固定住,故使得材料对晶间腐蚀、应力腐蚀和碱脆有很好的抗力。

  (3)当钛以碳化钛微粒存在时,由于它能细化钢的晶粒并成为奥氏体分解时的有效晶核,可使钢的淬透性降低,但也使材料的高温固溶强化效果降低。

  (4)钛能提高耐热钢的抗氧化性和热强性。

  (5)钛作为强碳化物形成元素,可以提高钢在高温、高压、氢气中的稳定性。当钢中的含钛量达到含碳量的4倍时,可使钢在高压下对氢的稳定性几乎高达600℃以上。

                                                                                                              文章摘自:冶金技术网