各種元素的作用.doc

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1、鋼鐵是鐵與C(碳)、Si(硅)、Mn(錳)、P(磷)、S(硫)以及少量的其他元素所組成的合金。其中除Fe(鐵)外，C的含量對鋼鐵的機械性能起著主要作用，故統(tǒng)稱為鐵碳合金。它是工程技術(shù)中最重要、用量最大的金屬材料。各種元素在鋼鐵中有什么作用碳（Carbon)存在于所有的鋼材，是最重要的硬化元素。有助于增加鋼材的強度，我們通常希望刀具級別的鋼材擁有0.6%以上的碳，也成為高碳鋼。鉻（Chromium)增加耐磨損性，硬度，最重要的是耐腐蝕性，擁有13%以上的認為是不銹鋼。盡管這么叫，如果保養(yǎng)不當，所有鋼材都會生銹錳（Manganese）重要的元素，有助于

2、生成紋理結(jié)構(gòu)，增加堅固性，和強度、及耐磨損性。在熱處理和卷壓過程中使鋼材內(nèi)部脫氧，出現(xiàn)在大多數(shù)的刀剪用鋼材中，除了A-2,L-6和CPM420V。鉬（Molybdenum）碳化作用劑，防止鋼材變脆，在高溫時保持鋼材的強度，出現(xiàn)在很多鋼材中，空氣硬化鋼（例如A-2,ATS-34）總是包含1%或者更多的鉬,這樣它們才能在空氣中變硬。鎳（Nickle）保持強度、抗腐蝕性、和韌性。出現(xiàn)在L-6AUS-6和AUS-8中。硅（Silicon）有助于增強強度。和錳一樣，硅在鋼的生產(chǎn)過程中用于保持鋼材的強度。鎢（Tungsten）增強抗磨損性。將鎢和適當比例的鉻

3、或錳混合用于制造高速鋼。在高速鋼M-2中就含有大量的鎢。釩（Vanadium）增強抗磨損能力和延展性。一種釩的碳化物用于制造條紋鋼。在許多種鋼材中都含有釩，其中M-2，Vascowear，CPMT440V和420VA含有大量的釩。而BG-42與ATS-34最大的不同就是前者含有釩各種元素的作用1、Al（1）Al當鋼中其含量小于3～5%時，是一有益的元素。其作用是：高的抗氧化性和電阻。①作為強烈脫氧劑加進的Al，可生成高度細碎的、超顯微的氧化物，分散于鋼體積中。因而可阻止鋼加熱時的晶粒長大（含Al＜10%，在加熱＜1200℃才有細化作用，否則其作用甚

4、?。┖透纳其摰拇阃感浴Ｋ赃@些氧化物成為結(jié)晶的中心，而在鋼冷卻時又對A體分解起促進作用。②作為合金元素，有助于鋼的氮化，因而可提高鋼的熱穩(wěn)定性。所以AlN本身在加熱時具有高穩(wěn)定性，①與②都有利于減弱鋼的過熱傾向。③可改善鋼的抗氧化性，考慮②和③，④能提高鋼的電阻，與Cr共同用于制造高電阻鉻鋁合金：如Cr13Al4、1Cr17Al5、1Cr25Al5。Al使電阻增高的程度比Cr還高的多。在Cr鋼中加Al，會粗晶易脆，所以其量一般不超過5%，個別才有8～9%。⑤對硅鋼而言，Al可減少α鐵心損失，降低磁感強度，與氧結(jié)合可減弱磁時效現(xiàn)象，但Al的氧化物會使

5、磁性變壞。Al（＞0.5%）也會使硅鋼變脆。（2）Al的不良影響①促進鋼的石墨化，減少合金相中的碳溶濃度，所以硬度、強度降低。②加速脫碳當Al含量增加至3～5%時，8～9%將會大大地促進鋼錠的柱狀結(jié)晶過程。因此而大大增加鋼的機械熱加工的困難，也使鋼極易脫碳。（其熱加工之所以困難是因為該合金鋼錠具有粗晶結(jié)構(gòu)，且其晶體的解理極弱，所以導(dǎo)熱性低，加熱時容易出現(xiàn)大的溫度差而鍛裂，甚至鋼錠的去皮加工都會使其晶界氧化而破壞。此外，它在800℃以上的高溫長時間停置也極易變脆。一般合金鋼中含Al量：合金結(jié)構(gòu)鋼：Al=0.4～1.1%(38CrAlA、38CrMoA

6、lA、38CrWVAlA等)耐熱不起皮鋼：Al=1.1～4.5%(Cr13SiAl、Cr24Al2Si、Cr17Al4Si等)電熱合金：Al=3.5～6.5%(Cr13Al4、1Cr17Al5、Cr8Al5、0Cr17Al5等)甚至Al=8%Cr7Al7：考慮電熱合金受荷不大，雖有脆性，仍可使用。2、Si（1）一般合金鋼中的Si含量不會高于3.5%，更多時（4.8～6.5%）將使鋼具有很高的脆性。Si的有益作用：高的熱強性和彈性極限，高的導(dǎo)磁率，渦流損失少。①象Al、Cr一樣，其氧化物均是尖晶石類型的組織。其晶格常數(shù)與α-Fe、γ-Fe區(qū)別小。因為

7、其氧化物與金屬分界處的晶胞之間就緊密而強固地結(jié)合在一起，氧化皮緊密地被貼在金屬上，甚至在高溫下也不剝落。所以它具有很強的抗氧化性和耐熱性能，而被加入耐熱鋼。②有利于提高鋼的彈性極限，在中碳鋼中加入1～2%的Si，調(diào)質(zhì)中σb將增15～20%，而Aku也提高了，還提高了σs和δ。③利于促進鋼中石墨化而用于煉制石墨鋼。此鋼可制軸承，甚至作為工具鋼代替，制沖頭，拉模、彎曲模等。④脫氧能力較強，是煉鋼常用的脫氧劑，故一般鋼中均含Si，其量≤0.5%。⑤硅可減小晶體的各向異性，使磁化容易，使磁阻減小，它還可減輕鋼中其他雜質(zhì)對磁場磁感的危害（使%C石墨化，脫氧，

8、與N形成氫化硅等）。所以可大大減少渦流損失。由于硅的脆性，目前高硅鋼片硅含量規(guī)定為低于4.5%，最多只為4.8%，正在研究