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化学元素对钢材的作用

【概要描述】 钢材的重要化学元素：碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)、铬(Cr)、镍(Ni)、钼(Mo)、钛(Ti)、钒(V)、钨(W)、铌(Nb)、钴(Co)、铜(Cu)、铝(Al)、硼(B)、氮(N)、稀土(Xt) 。

钢材的重要化学元素：碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)、铬(Cr)、镍(Ni)、钼(Mo)、钛(Ti)、钒(V)、钨(W)、铌(Nb)、钴(Co)、铜(Cu)、铝(Al)、硼(B)、氮(N)、稀土(Xt) 。

化学元素对钢的机能的影响
1 、碳(C)：钢中含碳量增长 ，屈服点和抗拉强度升高 ，但塑性和冲击性降低 ， 当碳量0.23%超过期 ，钢的焊接机能变坏 ，因而用于焊接的低合金结构钢 ， 含碳量通常不超过0.20% 。碳量高还会降低钢的耐大气侵蚀能力 ，在露天料场的高碳钢就易锈蚀 ；此表 ，碳能增长钢的冷脆性和时效敏感性 。
2、硅(Si)：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂 ，所以镇静钢含有 0.15－0.30% 的硅 。若是钢中含硅量超过 0.50-0.60%,硅就算合金元素 。硅能显著提高钢的弹性极限 ，屈服点和抗拉强度 ，故宽泛用于作弹簧钢 。在调质结构钢中参与1.0－1.2%的硅 ，强度可提高 15－20% 。硅和钼、钨、铬等结合 ，有提高抗侵蚀性和抗氧化的作用 ，可造作耐热钢 。含硅 1－4%的低碳钢 ，拥有极高的导磁率 ，用于电器工业做矽冈飕 。硅量增长 ，会降低钢的焊接机能 。
3、锰(Mn)：在炼钢过程中 ，锰是优良的脱氧剂和脱硫剂 ，通常钢中含锰 0.30－
0.50% 。在碳素钢中参与 0.70%以上时就算“锰钢” ，较通常钢量的钢不只有足够的韧性 ，且有较高的强度和硬度 ，提高钢的淬性 ，改善钢的热加工机能 ，如16Mn 钢比 A3 屈服点高 40% 。含锰 11－14%的钢有极高的耐磨性 ，用于挖土机铲斗 ，球磨机衬板等 。锰量增高 ，减弱钢的抗侵蚀能力 ，降低焊接机能 。
4、磷(P)：在通常情况下 ，磷是钢中有害元素 ，增长钢的冷脆性 ，使焊接机能变坏 ，降低塑性 ，使冷弯机能变坏 。因而通常要求钢中含磷量幼于 0.045% ，优质钢要求更低些 。
5、硫(S)：硫在通常情况下也是有害元素 。使钢产生热脆性 ，降低钢的延展性和韧性 ，在铸造和轧造时造成裂纹 。硫对焊接机能也不利 ，降低耐侵蚀性 。所以通常要求硫含量幼于 0.055% ，优质钢要求幼于 0.040% 。在钢中参与 0.08-0.20%的硫 ，能够改善切削加工性 ，通常称易切削钢 。
6、铬(Cr)：在结构钢和工具钢中 ，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性 ，但同时降低塑性和韧性 。铬又能提高钢的抗氧化性和耐侵蚀性 ，因而是不锈钢 ，耐热钢的重要合金元素 。
7、镍(Ni)：镍能提高钢的强度 ，而又维持优良的塑性和韧性 。镍对酸碱有较高的耐侵蚀能力 ，在高温下有防锈和耐热能力 。但由于镍是较稀缺的资源 ，故应尽量选取其他合金元素代用镍铬钢 。
8、钼(Mo)：钼能使钢的晶粒细化 ，提高淬透性和热强机能 ，在高温时维持足够的强度和抗蠕变能力(持久在高温下受到应力 ，发生变形 ，称蠕变) 。结构钢中参与钼 ，能提高机械机能 。 还能够抑造合金钢由于火而引起的脆性 。在工具钢中可提高红性 。
9、钛(Ti)：钛是钢中强脱氧剂 。它能使钢的内部组织致密 ，细化晶粒力 ；降低时效敏感性和冷脆性 。改善焊接机能 。在铬 18 镍 9 奥氏体不锈钢中参与适当迪胙 ，可预防晶间侵蚀 。
10、钒(V)：钒是钢的良好脱氧剂 。钢中加 0.5%的钒可细化组织晶粒 ，提高强度和韧性 。钒与碳形成的碳化物 ，在高温高压下可提高抗氢侵蚀能力 。
11、钨(W)：钨熔点高 ，比重大 ，是贵生的合金元素 。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性 。在工具钢加钨 ，可显著提高红硬性和热强性 ，作切削工具及锻模具用 。
12、铌(Nb)：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性 ，提高强度 ，但塑性和韧性有所降落 。在通常低合金钢中加铌 ，可提高抗大气侵蚀及高温下抗氢、氮、氨侵蚀能力 。铌可改善焊接机能 。在奥氏体不锈钢中加铌 ，可预防晶间侵蚀景象 。
13、钴(Co)：钴是罕见的贵重金属 ， 多用于特殊钢和合金中 ，如热强钢和磁性资料 。
14、铜(Cu)：武钢用大冶矿石所炼的钢 ，往往含有铜 。铜能提高强度和韧性 ，出格是大气侵蚀机能 。弊端是在热加工时容易产生热脆 ，铜含量超过 0.5%塑性显著降低 。当铜含量幼于 0.50%对焊接性无影响 。
15、铝(Al)：铝是钢中常用的脱氧剂 。钢中参与少量的铝 ，可细化晶粒 ，提高冲击韧性 ，如作深冲薄板的 08Al 钢 。铝还拥有抗氧化性和抗侵蚀机能 ，铝与铬、硅合用 ，可显著提高钢的高温不起皮机能和耐高温侵蚀的能力 。铝的弊端是影响钢的热加工机能、焊接机能和切削加工机能 。
16、硼(B)：钢中参与微量的硼就可改善钢的致密性和热轧机能 ，提高强度 。
17、氮(N):氮能提高钢的强度 ，低温韧性和焊接性 ，增长时效敏感性 。
18、稀土(Xt)：稀土元素是指元素周期表中原子序数为 57-71 的 15 个镧系元素 。这些元素都是金属 ，但他们的氧化物很像“土” ，所以习惯上称稀土 。钢中参与稀土 ，能够扭转钢中同化物的组成、状态、散布和性质 ，从而改善了钢的各类机能 ，如韧性、焊接性 ，冷加工机能 。在犁铧钢中参与稀土 ，可提高耐磨性 。

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