金屬材料中SiCMnSP等元素的作用及影響1、硅(Si)：在煉鋼過程中加硅作為還原劑和脫氧劑，所以鎮(zhèn)靜鋼含有－%的硅。如果鋼中含硅量超過硅就算合金元素。硅能顯著提高鋼的彈性極限，屈服點和抗拉強鉬、鎢、鉻等結(jié)合，有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用，可制造矽鋼片。硅量增加，會降低鋼的焊接性能。硅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、鉬和釩等元素強。但含硅超過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。硅能降低鋼的密度、熱導(dǎo)率和電導(dǎo)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(chǎn)電工用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，從而減小了鐵的磁時效作用。硅能促使鑄鋼中的柱狀晶成長，降低塑性。硅鋼若加熱或冷卻較快，由于熱導(dǎo)率低，鋼的內(nèi)部和外部溫差較大，因而易裂。量。硅是良好的脫氧劑。用鋁脫氧時酌加一定量的硅，能顯著提高鋁的脫氧能力。硅在鋼中本來就有一定的殘存，這是由于煉鐵煉鋼作為原料帶入的。在沸用A、作為鋼中的合金元素，其含量一般不低于％。以固溶體形態(tài)存在于鐵素體B、提高退火、正火和淬火溫度，在亞共析鋼中提高淬透性C、硅不形成碳化物，有強烈的促進碳的石墨化的作用，在硅含量較高的中碳和D、在滲碳鋼中，硅減小滲碳層厚度和碳的濃度E、硅對鋼水有良好脫氧作用A、提高鐵素體和奧氏體的硬度和強度，其作用較Mn、Ni、Cr.W、Mo、V等更強；顯著提高鋼的彈性極限、屈服強度和屈強比(σs/σb)．并提高應(yīng)勞強度和疲勞比(σ-1/σb)B的塑性和韌性；硅提高塑／脆轉(zhuǎn)變溫度C、硅易使鋼中形成帶狀組織，使橫向性能低于縱向性能A溫度系數(shù)B．磁導(dǎo)降低磁感強度D困難A和的主要合金組元之一C電機和變壓器E用于冷作模具材料碳量一般不超過%。碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力，在露天料場的高碳鋼型的例子是低碳鋼、。3、錳(Mn)：在煉鋼過程中，錳是良好的脫氧劑和脫硫劑，一般鋼中含錳－%。在碳素鋼中加入%以上時就算“錳鋼”，較一般鋼量的鋼不但有足夠的形成奧低體組織，降低碳的危害性降低鋼的臨界冷卻速度，提高鋼的淬透性高含量范圍內(nèi)為主要奧氏體化元素錳是良好的脫氧劑和脫硫劑。鋼中一般都含有一定量的錳，它能消除或減錳和鐵形成固溶體，提高鋼中鐵素體和奧氏體的硬度和強度；同時又是碳%的其他元素配合制成多種合金鋼。性敏感性。若冶煉澆鑄和鍛軋后冷卻不當(dāng)，容易使A用鋼中一般均含有一定量的錳。在降低共析溫度同時，使共析體中的碳含量減少r性傾向E素B珠光體，顯著提高低碳和中碳珠光體鋼的強度，使延展性有所C調(diào)質(zhì)處理索氏體鋼的力學(xué)性能D鋼的抗氧化性能下降E高熔點的MnS，避免了晶界上的FeS薄膜，消除鋼的熱G，對焊接性能有不利影響。在4、硫(S)：硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產(chǎn)生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時造成裂紋。硫?qū)附有阅芤膊焕?，降低耐腐蝕性。所以通常要求硫含量小于%，優(yōu)質(zhì)鋼要求小于%。在鋼中加入的硫，可以改。提高硫和錳的含量，可改善鋼的被切削性能，在易切削鋼中硫作為有益元素加入。硫在鋼中偏析嚴(yán)重，惡化鋼的質(zhì)量。在高溫下，降低鋼的塑性，是一種有害元素，它以熔點較低的FeS的形式存在；單獨存在的FeS的熔點只有1190℃，而在鋼中與鐵形成共晶體的共晶溫度更低，只有988℃，當(dāng)鋼凝固析集在原生晶界處。鋼在1100-1200℃進行軋制時，晶界上的FeS就將熔化，大大地削弱了晶粒之間的結(jié)合力，導(dǎo)致鋼的熱脆現(xiàn)象。因此對硫應(yīng)形成熔點較高的MnS。若鋼中含硫量偏高，焊接時由于SO2的產(chǎn)生，將在焊接金屬內(nèi)形成氣孔和疏松，要求鋼中含磷量小于%，優(yōu)質(zhì)鋼要求更低些。磷在鋼中固溶強化和冷作硬化作用強，作為合金元素加入低合金結(jié)構(gòu)鋼容易脆裂，也即所謂”冷脆”現(xiàn)象。磷對焊接性也有不良影響。磷是有害元鋼的重要合金元素。鉻能增加鋼的淬透性并有二次硬化作用。可提高高碳鋼的硬度和耐磨性而性和耐氧化性介質(zhì)腐鉻能提高碳素鋼軋制狀態(tài)的強度和硬度。降低伸長率和斷面收縮率。提高。含鉻鋼的零件經(jīng)研磨容易獲得較高的表面加工質(zhì)量。鉻在調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼中的主要作用是提高淬透性。使鋼經(jīng)淬火回火后具有較好的綜合力學(xué)性能，在滲碳鋼中還可以形成含鉻的碳化物，從而提高材料表C鋼的回火脆性A果較顯著BAC感．廣泛用于制造永磁鋼D形成鈍化膜，當(dāng)有一定含量的銘時，顯著提高鋼的耐有鉻的碳化物析出時，使鋼的耐腐蝕性能下降EF狀偏析，降低鋼的塑性B用鉻和共他合金元素一起提供的綜合性能C殊碳化物對耐磨性的貢獻及研磨后表面光沽7、鎳(Ni)：鎳能提高鋼的強度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。但由于鎳是較稀缺的資源，故應(yīng)盡量采用其他合金元素代用鎳鉻鋼。8、鉬(Mo)：鉬能使鋼的晶粒細(xì)化，提高淬透性和熱強性能，在高溫時保持具鋼中可提高紅性。鉬在鋼中能提高淬透性和熱強性。防止回火脆性，增加剩磁和矯頑力以及在某些介質(zhì)中的抗蝕性。在調(diào)質(zhì)鋼中，鉬能使較大斷面的零件淬深、淬透，提高鋼的抗回火性或回火穩(wěn)定性，使零件可以在較高溫度下回火，從而更有效地消除(或降低)殘余應(yīng)力，提高塑性。外，還能在滲碳層中降低碳化物在晶界上形殘留奧氏體，相對地增加了表面層的耐磨比較穩(wěn)定的硬度，增加對變形、開裂和磨損在不銹耐酸鋼中，鉬能進一步提高對有抗酸(如蟻酸、醋酸、草酸等)以硫酸鹽、酸性染料、漂白粉液等的抗蝕性。特別B低時，與鐵、碳形成復(fù)合的滲碳體；含量較高時可形成鋼的特殊抑止因其他元素所導(dǎo)致的回火脆性A鐵素體有固溶強化作用．同時也提高碳化物的穩(wěn)定性．從而提高鋼的B的延展性和韌性以及耐磨性起到有利作用強性的最有效的合金元素藝性能的作用B及強氧化性鹽溶液中都能使鋼表面鈍化．因此鉬可以普遍提高化物溶液中的點蝕C時使鋼的抗氧化性惡化B多情況下可代替鉻鎳鋼來制造重要的部件和節(jié)約使用9、鈦(Ti)：鈦是鋼中強脫氧劑。它能使鋼的內(nèi)部組織致密，細(xì)化晶粒力；10、釩(V)：釩是鋼的優(yōu)良脫氧劑。鋼中加%的釩可細(xì)化組織晶粒，提高強11、鎢(W)：鎢熔點高，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12、鈮(Nb)：鈮能細(xì)化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性，提高強度，但塑性和韌性有所下降。在普通低合金鋼中加鈮，可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力。鈮可改善焊接性能。在奧氏體不銹鋼中加鈮，可13、鈷(Co)：鈷是稀有的貴重金屬，多用于特殊鋼和合金中，如熱強鋼和14、銅(Cu)：武鋼用大冶礦石所煉的鋼，往往含有銅。銅能提高強度和韌能。缺點是在熱加工時容易產(chǎn)生熱脆，銅含量超過%塑性顯著降低。當(dāng)銅含量小于%對焊接性無影響。15、鋁(Al)：鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁，可細(xì)化晶粒，加工性能。16、硼(B)：鋼中加入微量的硼就可改善鋼的致密性和熱軋性能，提高強A、氮和碳一樣可固溶于鐵，形成間隙式的固溶體B、氮擴大鋼的奧氏體相區(qū)，是一種很強的形成和穩(wěn)定奧氏體的元素，具效力約20倍于鎳，在-定限度內(nèi)可代替一部分鎳用于鋼中而硬化和強化元素D、氮使高鉻和高鉻鎳鋼的組織致密堅實E、鋼中殘留氮量過高會導(dǎo)致宏觀組織疏松或氣孔A、氮有固溶強化作用微氮化物，可發(fā)生沉淀硬化過程氮也使低碳鋼發(fā)生應(yīng)變時效現(xiàn)象。在強度和硬度提高的同時，鋼的韌性下降，缺口敏感性增加，氮導(dǎo)致鋼的脆性的特件近似磷，其作用遠(yuǎn)大于磷、氮也是導(dǎo)致鋼產(chǎn)生藍(lán)脆的主要原因D、氮還能提高鋼的蠕變和高溫持久強度A、氮對不銹鋼的抗蝕性能無顯著影響B(tài)、對鋼的高溫抗氧化性也無顯著影響