常見化學元素在不銹鋼板中的作用
1、碳(C):鋼中含碳量增加,屈服點和抗拉強度升高,
但塑性和沖擊性降低,當碳量0.23%超過時,鋼的焊接性
能變壞,因此用于焊接的低合金結構鋼,含碳量一般不超過
0.20%。碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力,在露天料
場的高碳鋼就易銹蝕;此外,碳能增加鋼的冷脆性和時效敏
感性。
2、硅(Si):在煉鋼過程中加硅作為還原劑和脫氧劑,
所以**鋼含有0.15-0.30%的硅。如果鋼中含硅量超過
0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能顯著提高鋼的彈性極
限,屈服點和抗拉強度,故廣泛用于作彈簧鋼。在調質結構
鋼中加入1.0-1.2%的硅,強度可提高15-20%。硅和
鉬、鎢、鉻等結
合,有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用,可制造耐熱鋼。含硅
1-4%的低碳鋼,具有極高的導磁率,用于電器工業(yè)做矽
鋼片。硅量增加,會降低鋼的焊接性能。
3、錳(Mn):在煉鋼過程中,錳是良好的脫氧劑和脫
硫劑,一般鋼中含錳0.30-0.50%。在碳素鋼中加入
0.70%以上時就算“錳鋼”,較一般鋼量的鋼不但有足夠的
韌性,且有較高的強度和硬度,提高鋼的淬性,改善鋼的熱
加工性能,如16Mn鋼比A3屈服點高40%。含錳11-
14%的鋼有極高的耐磨性,用于挖土機鏟斗,球磨機襯板
等。錳量增高,減弱鋼的抗腐蝕能力,降低焊接性能。
4、磷(P):在一般情況下,磷是鋼中有害元素,增加
鋼的冷脆性,使焊接性能變壞,降低塑性,使冷彎性能變壞
。因此通常要求鋼中含磷量小于0.045%,鋼要求更低
些。
5、硫(S):硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產生
熱脆性,降低鋼的延展性和韌性,在鍛造和軋制時造成裂紋
。硫對焊接性能也不利,降低耐腐蝕性。所以通常要求硫含
量小于0.055%,鋼要求小于0.040%。在鋼中加入
0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常稱易切削鋼
。 304不銹鋼管
6、鉻(Cr):在結構鋼和工具鋼中,鉻能顯著提高強度
、硬度和耐磨性,但同時降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的
抗氧化性和耐腐蝕性,因而是不銹鋼,耐熱鋼的重要合金元
素。
7、鎳(Ni):鎳能提高鋼的強度,而又保持良好的塑性和
韌性。鎳對酸堿有較高的耐腐蝕能力,在高溫下有防銹和耐
熱能力。但由于鎳是較稀缺的資源,故應盡量采用其他合金
元素代用鎳鉻鋼。
8、 鉬(Mo):鉬能使鋼的晶粒細化,提高淬透性和熱強
性能,在高溫時保持足夠的強度和抗蠕變能力(長期在高溫
下受到應力,發(fā)生變形,稱蠕變)。結構鋼中加入鉬,能提
高機械性能。 還可以抑制合金鋼由于火而引起的脆性。在
工具鋼中可提高紅性。
9、鈦(Ti):鈦是鋼中強脫氧劑。它能使鋼的內部組織致
密,細化晶粒力;降低時效敏感性和冷脆性。改善焊接性能
。在鉻18鎳9奧氏體不銹鋼中加入適當的鈦,可避免晶間腐
蝕。
10、釩(V):釩是鋼的優(yōu)良脫氧劑。鋼中加0.5%的釩可
細化組織晶粒,提高強度和韌性。釩與碳形成的碳化物,在
高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。
11、鎢(W):鎢熔點高,比重大,是貴生的合金元素。鎢
與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性。在工具鋼加鎢,可
顯著提高紅硬性和熱強性,作切削工具及鍛模具用。
12、鈮(Nb):鈮能細化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回
火脆性,提高強度,但塑性和韌性有所下降。在普通低合金
鋼中加鈮,可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能
力。鈮可改善焊接性能。在奧氏體不銹鋼中加鈮,可防止晶
間腐蝕現象。
13、鈷(Co):鈷是稀有的貴重金屬,多用于特殊鋼和合
金中,如熱強鋼和磁性材料。
14、銅(Cu):武鋼用大冶礦石所煉的鋼,往往含有銅。
銅能提高強度和韌性,特別是大氣腐蝕性能。缺點是在熱加
工時容易產生熱脆,銅含量超過0.5%塑性顯著降低。當銅
含量小于0.50%對焊接性無影響。
15、鋁(Al):鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的
鋁,可細化晶粒,提高沖擊韌性,如作深沖薄板的08Al鋼
。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能,鋁與鉻、硅合用,可顯
著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點
是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。
16、硼(B):鋼中加入微量的硼就可改善鋼的致密性和熱
軋性能,提高強度。
17、氮(N):氮能提高鋼的強度,低溫韌性和焊接性,增
加時效敏感性。
18、稀土(Xt):稀土元素是指元素周期表中原子序數為
57-71的15個鑭系元素。這些元素都是金屬,但他們的氧
化物很象“土”,所以習慣上稱稀土。鋼中加入稀土,可以改
變鋼中夾雜物的組成、形態(tài)、分布和性質,從而改善了鋼的
各種性能,如韌性、焊接性,冷加工性能。在犁鏵鋼中加入