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不锈钢中各元素的作用

作者: 永利皇宫463cc|来源: http://www.chengyinco.com|栏目:463永利皇宫app|    日期:2019-10-30

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  铬是不锈钢的基本成分,增加铬含量,对提高不锈钢对氧化性酸的耐腐蚀性极为有效,同时也使耐点腐蚀性提高。是主要铁素体形成元素,铬与氧结合能生成耐腐蚀的Cr2O3钝化膜,是不锈钢保持耐蚀性的基本元素之一,铬含量增加可提高钢的钝化膜修复能力,一般不锈钢中的铬含量必须在12%以上。

  镍是奥氏体不锈钢的基本元素之一,镍在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的晶体结构。在不锈钢中增加镍的一个主要原因就是形成奥氏体晶体结构,从而改善诸如可塑性、可焊接性和韧性等不锈钢的属性,所以镍被称为奥氏体形成元素。

  随着含镍量的提高,奥氏体钢的硬度,抗拉强度下降,韧性提高,耐应力腐蚀性能提高。含镍量低的奥氏体不锈钢是不稳定的,进行冷加工后,奥氏体显著硬化,韧性下降。镍对非氧化性酸及中性氯化物溶液有显著的耐腐蚀性,但对高温含硫气体是不耐腐蚀的。

  碳含量增加可提高强度。碳可以与不锈钢中的其它元素形成化合物Cr23C6、NbC、TiC、TaC等碳化物。对耐腐蚀性而言,当固溶奥氏体中的碳与铬形成Cr23C6析出时,使钢对晶间腐蚀、点腐蚀的敏感性急剧上升,因此对耐腐蚀要求高的设备,要采用含碳量低的(在0.03%以下)的不锈钢。碳是强烈的奥氏体形成元素,可显著提高钢的强度,另外碳对耐腐蚀性也有不利的影响。

  钼能使不锈钢的基体强化,并提高不锈钢的高温强度和蠕变性能。钼的加入使不锈钢的钝化膜稳定,能提高耐腐蚀性。特别在氯化物溶液中,钼能改善耐点腐蚀的性能,并有效地抑制缝隙腐蚀。是碳化物形成元素。

  所形成的碳化物极为稳定,能阻止奥氏体加热时的晶粒长大,减小钢的过热敏感性,另外钼元素能使钝化膜更致密牢固,从而有效提高不锈钢的耐Cl-腐蚀性;含Mo不锈钢一般不用于耐硝酸腐蚀。不含Mo的不锈钢,是不能用于耐硫酸腐蚀。

  可防止晶间腐蚀,提高不锈钢的高温强度。钛的析出物使得不锈钢的耐点腐蚀性能显著降低。是强碳化物形成元素,能提高钢的耐晶间腐蚀能力。但碳化钛对不锈钢的表面质量有不利影响,因此在表面要求较高的不锈钢中一般通过添加铌来改善性能。

  不锈钢中CR,NI,MO,TI各元素的作用是增强不锈钢的性能。具体的作用如下:

  铬可以提高钢的耐氧化性介质和酸性氯化物介质的性能;在镍以及钼和铜复合作用下,铬可以提高钢耐一些还原性介质,有机酸,尿素和碱介质的性能;铬还能提高钢耐局部腐蚀,比如晶间腐蚀。

  在不锈钢中加入镍(NI)能够改变不锈钢的力学性能。随着不锈钢中镍含量的增加,钢的强度降低而塑性提高。此外镍还可显著提高不锈钢的热加工性能,从而显著提高不锈钢钢的成材率。

  在不锈钢中加入钼(Mo)可以使不锈钢基体强化,从而提高不锈钢的高温强度和蠕变性能。因此含钼不锈钢也常在高温下应用。

  在不锈钢中加入钛(Ti)可提高不锈钢耐晶间腐蚀以及提高不锈钢的高温强度。

  铁素体不锈钢中含有15%~30%的铬。该不锈钢的耐蚀性、韧性和可焊性会随含铬量的增加而提高,耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。

  奥氏体不锈钢含有大于18%的铬元素,还含有 8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。奥氏体不锈钢钢具有良好的韧性、焊接性、塑性、耐蚀性能和无磁或弱磁性,可以用来制作耐酸设备。

  展开全部 铬(Cr):是主要铁素体形成元素,铬与氧结合能生成耐腐蚀的Cr2O3钝化膜,是不锈钢保持耐蚀性的基本元素之一,铬含量增加可提高钢的钝化膜修复能力,一般不锈钢中的铬含量必须在12%以上;

   碳(C):是强奥氏体形成元素,可显著提高钢的强度,另外碳对耐腐蚀性也有不利的影响;

   镍(Ni):是主要奥氏体形成元素,能减缓钢的腐蚀现象及在加热时晶粒的长大;

   钼(Mo):是碳化物形成元素,所形成的碳化物极为稳定,能阻止奥氏体加热时的晶粒长大,减小钢的过热敏感性,另外钼元素能使钝化膜更致密牢固,从而有效提高不锈钢的耐Cl-腐蚀性;

   铌、钛(Nb、Ti):是强碳化物形成元素,能提高钢的耐晶间腐蚀能力。但碳化钛对不锈钢的表面质量有不利影响,因此在表面要求较高的不锈钢中一般通过添加铌来改善性能。

   氮(N):是强奥氏体形成元素,可显著提高钢的强度。但是对不锈钢的时效开裂影响较大,因此在冲压用途的不锈钢中要严格控制氮含量。

   磷、硫(P、S):是不锈钢中的有害元素,对不锈钢的耐腐蚀性和冲压性都会产生不利影响。

  碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23% 超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%,碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

  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。如果钢中含硅量超过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,故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0-1.2%的,强度可提高15-20%。硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。含硅1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。硅量增加,会降低钢的焊接性能。

  锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰0.30-0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,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 钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。

  磷(P):在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低些。

  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,在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%,优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。

  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腐蚀性,因而是不锈钢,耐热钢的重要合金元素。

  镍(Ni):镍能提高钢的强度,而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力,在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源,故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。

  钼(Mo):钼能使钢的晶粒细化,提高淬透性和热强性能,在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力,发生变形,称蠕变)。结构钢中加入钼,能提高机械性能。还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。

  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。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛,可避免晶间腐蚀。

  钒(V):钒是钢的优良脱氧剂。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腐蚀能力。

  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。463永利皇宫app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。

  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,但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌,可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌,可防止晶间腐蚀现象。

  钴(Co):钴是稀有的贵重金属,多用于特殊钢和合金中,如热强钢和磁性材料。

  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,特别是大气腐蚀性能。缺点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。当铜含量小于0.50%对焊接性无影响。

  铝(Al):铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝,可细化晶粒,提高冲击韧性,如作深冲薄板的08Al钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能,铝与铬、硅合用,可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。

  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,但他们的氧化物很象“土”,所以习惯上称稀土。钢中加入稀土,可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质,从而改善了钢的各种性能,如韧性、焊接性,冷加工性能。在犁铧钢中加入稀土,可提高耐磨。

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