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          常見元素對金屬材料性能影響(二)
            發布時間:2023年04月14日 點擊數:

            7.鉻在低合金鋼中的作用

           ?。?)隨含鉻量的增加。使鉻鉬鋼和鉻鉬釩鋼有良好的的抗高溫性和耐氧化介質腐蝕作用,并增加鋼的熱強性。但含鉻量太高時或者處理不當。易發生δ相和475℃回火脆化。

           ?。?)鉻增加鋼的淬透性并有二次硬化作用。

           ?。?)鉻是顯著提高鋼的脆性轉變溫度的元素,隨著含鉻量的增加,鋼的脆性轉變溫度也逐步提高,沖擊值隨含鉻量增加而下降。

           ?。?)在含鉬的鍋爐鋼中,加入少量的鉻,能肪止鋼在長期使用過程中的石墨化。

           ?。?)在單一的鉻鋼中,材料的焊接性能隨含鉻量的增加而惡化。

            8.鋁在低合金鋼中的作用

           ?。?)鋁與氮及氧的親和力很強,因此它也作為煉鋼時的脫氧定氮劑,井起到細化晶粒、阻抑碳鋼的時效、提高鋼在低溫下韌性的作用。

           ?。?)鋁作為合金元素加入鋼中時能提高鋼的抗氧化性,改善鋼的電磁性能。提高滲氮鋼的耐磨性和疲勞強廢等。因此,鋁在不起皮鋼、電熱合金、磁鋼和滲氮鋼中,得到了廣泛的應用。

           ?。?)鋁在鐵索體及珠光體鋼中,當其含量較高時,材料的高溫強度和韌性較低。

           ?。?)當含鋁量達到一定量時,可使鋼產生鈍化現象,使鋼在氧化性酸中具有耐蝕性,但使鋼的焊接性變壞。

           ?。?)鋁還能提高鋼對硫化氫的耐蝕作用。含鋁量在4%左右的鋼,在溫度不超過600℃時有較好的抗硫化氫腐蝕作用。

           ?。?)在鋼鐵材料表面鍍鋁和滲鋁,可以提高其抗氧化性和在工業和海洋性氣氛中的耐蝕性。

           ?。?)含鋁的鋼滲氮后,在鋼的表面形成一層牢固的薄而硬的彌散分布的氮化鋁層,從而提高其硬度和疲勞強度,并改善其耐磨性。

           ?。?)鋁是高錳低溫鋼的主要合金元素。一定量的鋁,有提高鐵錳奧氏體的穩定度、抑制β-Mn相變的作用,從而使鋁在低慍鋼中得到了應用。

            9.鉬在低合金鋼的作用

           ?。?)鉬屬于強碳化物形成元素,當其含量較低時,與鐵及碳形成復雜的滲碳體;當其含量較高時。則形成特殊碳化物。在較高回火溫度下,山于鉬的彌散分布,可使材料出現二次硬化。

           ?。?)鉬對鐵紊體有固溶強化作用,同時也提高碳化物的穩定性,因此對鋼的強度產生有利用。鉬是提高鋼熱強性最有效的合金元紊。鉬同樣也能提高馬氏體鋼和奧氏體鋼的熱強性。

           ?。?)鉬在鋼中,由于形成特殊碳化物,可以改善在高溫高壓下抗氫侵蝕的作用。

           ?。?)鉬常與其它元素如錳、鉻配合使用,可顯著提高鋼的淬透性;含鉬量約0.5%時,能抑制或降低其他合金元紊導致的回火脆性。

           ?。?)鉬在不銹耐熱鋼中,也能使鋼表面鈍化,但作用不如鉻顯著。鉬與鉻相反,它既能在還原性酸(HCl、H2SO4、H2SO3)中又能在強氧化性鹽溶液(特別是含有氯離子時)中使鋼材表面鈍化。因此,鉬可以普遍提高鋼的耐蝕性能。

           ?。?)鉬加入奧氏體耐酸鋼中,能顯著地提高材料對醋酸、環烷酸的耐蝕性,在含有氯化物的溶液中,常會引起奧氏體耐酸鋼的點腐蝕和晶間間腐蝕。材料中加入鉬后,這種傾向在很大程度上會被減緩或抑制。

            10.鎳在高合金鋼中的作用

           ?。?)鎳是擴大γ相區,形成無限固溶體的元素,它是奧氏體不銹鋼中的主要元素。

           ?。?)鎳能細化鐵素體晶粒,改善鋼的低溫性能。含鎳量超過一定值的碳鋼,其低溫脆化轉變溫度顯著降低,而低溫沖擊韌性顯著提高,因此鎳鋼常用于低溫材料。一般情況下,含鎳量達到3.5%的鎳鋼可以在-100℃低溫下使用,含鎳量達到9%的鎳鋼可在-196℃超低溫下使用。

           ?。?)含鎳的低合金鋼還有較高的抗腐蝕疲勞的性能。鎳鋼不宜在含硫或一氧化碳的氣氛中加熱,因為鎳易與硫化合,在晶界上形成低熔點的NiS網狀組織而產牛熱脆。在高溫時鎳將與-氧化碳化合形成Ni(CO)4氣體而由合金中逸出,從而在材料中留下孔洞。

           ?。?)在不銹耐熱鋼中,鎳與鉻、鉬等元紊適當配合使材料在常溫下為奧氏體組織,即得到奧氏體不銹鋼或耐熱鋼。然而,目前鎳在全世界范圍內都是一種比較稀缺的元素,故作為一種合金元素,應該只有在用其他素不能狀得所需要的性能時,才考慮使用它。

           ?。?)由于鎳可降低臨界轉變濕度和降低鋼中各元素的擴散速度,因而它可以提高鋼的淬透性。

           ?。?)鎳不增加鋼對蠕變的抗力,因此一般不作為熱強鋼中的強化元紊。在奧氏體熱強鋼中,鎳的作用只是使鋼奧氏體化,鋼的強度必須靠其他元素如鉬、鎢、釩、鈦、鋁來提高。

           ?。?)鎳是有一定耐腐蝕能力的元素,對酸、堿、鹽以及大氣均具有一定的耐腐蝕能力。

            11.鈦在高合金鋼中的作用

           ?。?)鈦是最強的碳化物形成元素,與氮、氧的親和力也極強,是良好的脫氣劑和固定氮、碳的有效元素。正因為這樣。含鈦的高臺金鋼不宜用于鑄件。

           ?。?)在奧氏體不銹鋼中,由于鈦能固定碳,有防止和減輕材料晶司腐蝕和應力腐蝕的作用。如果奧氏體不銹鋼中的鈦、碳含量之比超過4.5時,由于此時材料中的氧、氮和碳可以全部被固定住,故使得材料對晶間腐蝕、應力腐蝕和堿脆有很好的抗力。

           ?。?)當鈦以碳化鈦微粒存在時,由于它能細化鋼的晶粒并成為奧氏體分解時的有效晶核,可使鋼的淬透性降低,但也使材料的高溫固溶強化效果降低。

           ?。?)鈦能提高耐熱鋼的抗氧化性和熱強性。

           ?。?)鈦作為強碳化物形成元素,可以提高鋼在高溫、高壓、氫氣中的穩定性。當鋼中的含鈦量達到含碳量的4倍時,可使鋼在高壓下對氫的穩定性幾乎高達600℃以上。

                                                                                                                        文章摘自:冶金技術網

                                                    

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