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標題: 金屬元素對材料性能的影響 [打印本頁]
作者: 你總是說有蚊子 時間: 2017-11-27 16:54
標題: 金屬元素對材料性能的影響
H是一般鋼中最有害的元素，鋼中溶有氫會引起鋼的氫脆、白點等缺陷。氫與氧、氮一樣，在固態鋼中溶解度極小，在高溫時溶入鋼液，冷卻時來不及逸出而積聚在組織中形成高壓細微氣孔，使鋼的塑性、韌度和疲勞強度急劇降低，嚴重時會造成裂紋、脆斷。“氫脆”主要出現在馬氏體鋼中，在鐵氧體鋼中不十分突出，一般與硬度和含碳量一起增加。
另一方面，H能提高鋼的磁導率，但也會使矯頑力和鐵損增加（加H后矯頑力可增大0.5～2倍）。
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B在鋼中的主要作用是增加鋼的淬透性，從而節約其他較稀貴的金屬，與鎳、鉻、鉬等。為了這一目的，其含量一般規定在0.001%～0.005%范圍內。它可以代替1.6%的鎳、0.3%的鉻或0.2%的鉬，以硼代鉬應注意，因鉬能防止或降低回火脆性，而硼卻略有促進回火脆性的傾向，所以不能用硼將鉬完全代替。
中碳碳素鋼中加硼，由于提高了淬透性，可使厚20mm以上的鋼材調質后性能大為改善，因此，可用40B和40MnB鋼代替40Cr，可用20Mn2TiB鋼代替20CrMnTi滲碳鋼。但由于硼的作用隨鋼中碳的含量的增加而減弱，甚至消失，在選用含硼滲碳鋼時，必須考慮到零件滲碳后，滲碳層的淬透性將低于芯部的淬透性的這一特點。
彈簧鋼一般要求完全淬透，通常彈簧面積不大，采用含硼鋼有利。對高硅彈簧鋼硼的作用波動較大，不便采用。
硼和氮及氧有強的親和力，沸騰鋼中加入0.007%的硼，可以消除鋼的時效現象。
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作者: 你總是說有蚊子 時間: 2017-11-27 16:54
N對鋼材性能的影響與碳、磷相似，隨著氮含量的增加，可使鋼材的強度顯著提高，塑性特別是韌性也顯著降低，可焊性變差，冷脆性加劇；同時增加時效傾向及冷脆性和熱脆性，損壞鋼的焊接性能及冷彎性能。因此，應該盡量減小和限制鋼中的含氮量。一般規定氮含量應不高于0.018%。: r1 o5 T- ]" n, n
氮在鋁、鈮、釩等元素的配合下可以減少其不利影響，改善鋼材性能，可作為低合金鋼的合金元素使用。有些牌號的不銹鋼，適當增加N的含量，可以減少Cr的使用量，可以有效降低成本。
作者: 你總是說有蚊子 時間: 2017-11-27 16:54
O在鋼中是有害元素。它是在煉鋼過程中自然進入鋼中的，盡管在煉鋼末期要加入錳、硅、鐵和鋁進行脫氧，但不可能除盡。鋼水凝固期間，溶液中氧和碳反應會生成一氧化碳，可以造成氣泡。氧在鋼中主要以FeO、MnO、SiO2、Al2O3等夾雜形式存在，使鋼的強度、塑性降低。尤其是對疲勞強度、沖擊韌性等有嚴重影響。5 f% Z e. k2 q) B! |3 M
氧會使硅鋼中鐵損增大，磁導率及磁感強度減弱，磁時效作用加劇。
作者: 面壁深功 時間: 2017-11-27 18:20
無碳不成鋼
作者: 韓寒11 時間: 2017-11-27 20:03
金屬元素也決定著鋼的用途
作者: 易清軍_W12v6 時間: 2017-11-27 20:42
每一種元素都有一定的影響的。
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這個有些高深了+ u; B( R* ]( \& @$ U# K% h
作者: xiaobing86203 時間: 2017-11-27 20:49
這些研究的還是蠻深的，前年考工程師資格證的時候，工程材料部分全是這類題。
作者: 天天天藍_ 時間: 2017-11-27 21:16
非金屬元素，應該還有S和P，期待更新
作者: 只有快樂 時間: 2017-11-27 21:20
一般情況合金的性能要好于純金屬性能
作者: 你總是說有蚊子 時間: 2017-11-30 11:32
Si是煉鋼過程中重要的還原劑和脫氧劑：對于碳鋼中的很多材質來說，都含有0.5%以下的Si，這些Si一般是由于煉鋼過程中作為還原劑和脫氧劑而帶入的。
) s) L* o( X, G6 M硅能溶于鐵素體和奧氏體中提高鋼的硬度和強度，其作用僅次于磷，較錳、鎳、鉻、鎢、鉬、釩等元素強。但含硅量超過3%時，將顯著降低鋼的塑性和韌性。硅能提高鋼的彈性極限、屈服強度和屈服比（σs/σb），以及疲勞強度和疲勞比（σ-1/σb）等。這是硅或硅錳鋼可作為彈簧鋼種的緣故。
1 c+ q9 _' f, E( a; g硅能降低鋼的密度、熱導率和電導率。能促使鐵素體晶粒粗化，降低矯頑力。有減小晶體的各向異性傾向，使磁化容易，磁阻減小，可用來生產電工用鋼，所以硅鋼片的磁阻滯損耗較低。硅能提高鐵素體的導磁率，使鋼片在較弱磁場下有較高的磁感強度。但在強磁場下硅降低鋼的磁感強度。硅因有強的脫氧力，從而減少了鐵的磁時效作用。3 _' X$ W$ t' g4 U4 j
含硅的鋼在氧化氣氛中加熱時，表面將形成一層SiO2薄膜，從而提高鋼在高溫時的抗氧化性。$ Z- c% W& Y8 L7 v, ]. E: ~
硅能促使鑄鋼中的柱狀晶成長，降低塑性。硅鋼若加熱時冷卻較快，由于熱導率低，鋼的內部和外部溫差較大，因而斷裂。6 W+ K' W/ R( P* j7 k
硅能降低鋼的焊接性能。因為與氧的結合能力硅比鐵強，在焊接時容易生成低熔點的硅酸鹽，增加熔渣和融化金屬的流動性，引起噴濺現象，影響焊接質量。硅是良好的脫氧劑。用鋁脫氧時酌情加一定量的硅，能顯著提高率的脫氧性。硅在鋼中本來就有一定的殘存，這是由于煉鐵煉鋼時作為原料帶入的。在沸騰鋼中，硅限制在<0.07%，有意加入時，則在煉鋼時加入硅鐵合金。
作者: 凱南機械鼠 時間: 2017-12-1 09:09
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