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不同合金元素含量對合金鋼性能的影響

2021-10-21

作為一個機械企業(yè)，無論是參閱委托加工方的圖紙或者己方設計生產(chǎn)活動中，都會碰到各種類鋼的選擇材質(zhì)的問題。根據(jù)適用的環(huán)境的不同，我們應當選擇不同種類的鋼。常用的鋼材有A3鋼、45鋼、Q235、Q34以及各種類合金鋼。

鋼如果按用途可分為結構鋼、工具鋼和特殊鋼，如果按化學成分可分為碳素鋼和合金鋼。碳素結構鋼的含碳量一般不超過0.7%。含碳量低于0.25%的低碳鋼，它的強度極限和屈服極限較低，塑性較高，常用作制作螺釘、螺母；含碳量在0.3%~0.5%的中碳鋼，其綜合力學性能較好，既有較高的強度，又有一定的塑性和韌性，常用作受力較大的螺栓、齒輪、軸等；含碳量在0.55%~0.7%的高碳鋼，具有較高的強度和彈性，多用來制作普通的板彈簧，鋼絲繩等。

合金鋼是指為改善鋼的性能而特意加入了合金元素。合金鋼的性能不僅取決于化學成分，而且在更大程度上取決于適當?shù)臒崽幚怼?yōu)質(zhì)合金鋼能夠滿足特殊的使用要求，較碳素結構鋼機械性能好，但價格較貴，它們之間最主要的區(qū)別就是有無合金元素的加入。

不同合金元素含量對其性能的影響：

錳（Mn）能提高鋼的最大強度和硬度，能削弱和消除硫使鋼變脆的不良影響，煉鋼過程中，錳是良好的脫氧劑和脫硫劑。缺點是降低焊接性能和抗腐蝕能力。

鉻（Cr）能顯著提高鋼的強度和硬度，提高鋼的高溫機械性能，且鉻使得鋼具有良好的抗腐蝕性和抗氧化性，常用在不銹鋼和耐熱鋼的制造過程中。缺點是會提高鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度，促使鋼回火脆性提高。

鎳（Ni）是一種非常好的元素，能提高強度和硬度，而不降低鋼的韌性使鋼保持良好的塑性，有優(yōu)異的抗腐蝕性，在高溫下有防銹和耐熱能力。缺點是鎳是一種稀缺資源，故常采用其他合金元素代替鎳鉻鋼。

鉬（Mo）能使鋼的晶粒細化，提高淬透性（淬透性指鋼在一定條件下淬火時獲得淬透層深度的能力）和熱強性，在高溫時保持足夠的強度和抗蠕變（長期高溫下受到應力發(fā)生形變成為蠕變）能力，抑制合金鋼由于淬火而引起的脆性。

釩（V）是鋼的優(yōu)良脫氧劑，使鋼的晶粒細化，提高強度和韌性。經(jīng)適當?shù)臒崽幚硎固蓟飶浬⑽龀鰰r，釩可提高鋼的高溫持久強度和蠕變抗力，價格雖較硅、錳、鈦、鉬略貴。

鎢（W）鎢熔點高（3410°），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。