各种合金元素对钢性能的影响

各种合金元素对钢性能的影响 1、Al （1）Al 当钢中其含量小于3～5%时，是一有益的元素。其作用是：高的抗氧化性和电阻。 ①作为强烈脱氧剂加进的Al，可生成高度细碎的、超显微的氧化物，分散于钢体积中。因而可阻止钢加热时的晶粒长大（含Al＜10%，在加热＜1200℃才有细化作用，否则其作用甚小）和改善钢的淬透性。所以这些氧化物成为结晶的中心，而在钢冷却时又对A 体分解起促进作用。 作为合金元素，有助于钢的氮化，因而可提高钢的热稳定性。所以 AlN 本身在加热时具有高稳定性，①与②都有利于减弱钢的过热倾向。 ③可改善钢的抗氧化性，考虑②和③， ④能提高钢的电阻，与 Cr 共同用于制造高电阻铬铝合金：如 Cr13Al4、1Cr17Al5 、1Cr25Al5 。Al 使电阻增高的程度比 Cr 还高的多。在Cr 钢中加Al，会粗晶易脆，所以其量一般不超过5%，个别才有8～9%。 ⑤对硅钢而言，Al 可减少 α 铁心损失，降低磁感强度，与氧结合可减弱磁时效现象，但 Al的氧化物会使磁性变坏。Al（＞0.5%）也会使硅钢变脆。 （2）Al 的不良影响 ①促进钢的石墨化，减少合金相中的碳溶浓度，所以硬度、强度降低。 ②加速脱碳 当Al 含量增加至 3～5%时，8～9%将会大大地促进钢锭的柱状结晶过程。因此而大大增加钢的机械热加工的困难，也使钢极易脱碳。（其热加工之所以困难是因为该合金钢锭具有粗晶结构，且其晶体的解理极弱，所以导热性低，加热时容易出现大的温度差而锻裂，甚至钢锭的去皮加工都会使其晶界氧化而破坏。此外，它在800℃以上的高温长时间停置也极易变脆。 一般合金钢中含Al 量： 合金结构钢： Al=0.4～1.1% (38CrAlA、38CrMoAlA、38CrWVAlA 等) 耐热不起皮钢：Al=1.1～4.5% (Cr13SiAl、Cr24Al2Si、Cr17Al4Si 等) 电热合金： Al=3.5～6.5% (Cr13Al4、1Cr17Al5、Cr8Al5、0Cr17Al5 等) 甚至 Al=8% Cr7Al7：考虑电热合金受荷不大，虽有脆性，仍可使用。 2、Si （1）一般合金钢中的Si 含量不会高于3.5%，更多时（4.8～6.5%）将使钢具有很高的脆性。 Si 的有益作用：高的热强性和弹性极限，高的导磁率，涡流损失少。 ①象 Al、Cr 一样，其氧化物均是尖晶石类型的组织。其晶格常数与 α-Fe、γ-Fe 区别小。因为其氧化物与金属分界处的晶胞之间就紧密而强固地结合在一起，氧化皮紧密地被贴在金属上，甚至在高温下也不剥落。所以它具有很强的抗氧化性和耐热性能，而被加入耐热钢。 ②有利于提高钢的弹性极...