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Mo,Al,對鋼鐵性能的影響

文章出處:責任編輯:人氣:-發表時間:2017-03-02 16:42【

MO元素      
1、可明顯的提高鋼的淬透性和熱強性,防止回火脆性,提高剩磁和嬌頑力;
2、鉬能使鋼的晶粒細化,提高淬透性和熱強性能,在高溫時保持足夠的強度和抗蠕變能力(長期在高溫下受到應力,發生變形,稱蠕變)。結構鋼中加入鉬,能提高機械性能。 還可以抑制合金鋼由于火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性。
3、鉬可增加鋼之最大強度及硬度,因此在合金鋼中也頗為重要。
a.能改善鋼在高溫之抗拉及潛變強度。
b.在工作紅熱情況下,能使鋼之硬度保持不變。
c.高速工具鋼含鉬,可予以較佳之切割性能。
d.合金鋼中加入鉬可去除回火脆性。
4、提高鋼的淬透性,含量0.5%時,能降低回火脆性,有二次硬化作用。提高熱強性和蠕變強度,含量2%~3%時,提高抗有機酸及還原性介質腐蝕能力;
5、鉬的良好作用是:
1)細化晶粒的作用比W更強,所以可降低鋼的過熱傾向性,提高強度、硬度、熱穩定性。
2)Mo在鋼中會使鍛件σb、σs、HB↑,而使δ、ψ、αk↓。提高M體回火穩定性,與Cr、Ni結合可大大提高淬透性,可細化晶粒,提高韌性,使鍛造加工容易。
3)降低回火脆性,對某些結構鋼可消滅回火脆性(如24CrMoV5),所以可提高強度而塑性并不降低,鉬可提高鋼的沖擊韌性。①又一說是合金元素(包括Mo在內)均只有抑制回火脆性的作用而不能達到消除回火脆性。Mo的影響是:含量達0.2%即有良好作用。所以普通合金結構鋼含Mo0.25~0.4%對放置回火脆性溫度范圍550~600℃長期工作的鋼才規定含Mo為0.5~0.6%,當含Mo量超過一定值時(對低碳鋼此限為1.0%),則反而會使高溫回火水冷鋼變脆。Mo鋼長時間回火易變脆。②當含P和Mo較高時,即使有Mo或W等也仍不能避免回火脆性產生。③附帶說說降低回火脆性的方法(見上段)。
4)提高鋼的的矯頑力,改善磁性。
5)其碳化物也很穩定,它并阻止其它碳化物析出。高溫也很難向固溶體轉移。
6)鉬可代鎢(因為原子量成半關系,所以可用1%Mo代替2%W)。
7)同樣Mo亦可提高奧氏體穩定性而用于閥門鋼。
8)可提高Cr、Ni不銹鋼的抗晶間腐蝕能力。
9)在某些還原性介質中易使耐酸不銹鋼鈍化,從而提高耐腐蝕能力。(如亞硫酸、沸磷酸及醋酸、草酸、蟻酸等)。
10)可提高珠光體耐熱鋼的熱強性,并可單一加進耐熱鋼,其量約0.5~1%(并獨作合金元素時會使鋼有石墨化傾向)。
6、鉬的不良影響:
1)有揮發性,在加熱時,會生成褐色煙氣(氧化鉬)發生蒸發。
2)促進脫碳,所以為防止脫碳其淬火溫度應較一般降低10~20℃,阻礙石墨化。
3)Mo是鐵素體形成元素,所以為了得到奧氏體,應相應多加Ni、Mn等奧氏體形成元素。否則當Mo含量較多時就易出現鐵素體δ相或其它脆性相而使韌性降低。
4)Mo降低鋼導熱率的作用同W,但Mo可防止過熱。
5)Mo鋼比碳鋼變形抗力高。
7、一般合金鋼中的鉬含量:
合金結構鋼和工具鋼:Mo=0.15~0.30% (例5CrNiMo、35CrMo、40CrMnMo、38CrMoAlA等)不銹耐酸鋼:Mo =1~2.6% (如Cr17Mo2Ti、Cr25MoTi、Cr18Ni18Mo2Cu2Ti等)耐熱不起皮鋼:Mo =0.4~1%(16Mo、20CrMo、Cr5Mo、25Cr2Mo1VA、15Cr11MoV等)航空用高溫合金:Mo =0.35~7% (如901合金=Cr12Ni43Mo6Ti3BMo2Ti)

Al元素     

1、能細化鋼的晶粒組織,阻抑低碳鋼的時效.提高鋼在低溫下的韌性,還能提高鋼的抗氧化性,提高鋼的耐磨性和疲勞強度等.
2、鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁,可細化晶粒,提高沖擊韌性,如作深沖薄板的08Al鋼。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能,鋁與鉻、硅合用,可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。
(1)用作煉鋼時的脫氧定氮劑,細化晶粒,抑制低碳鋼的時效,改善鋼在低溫時的韌性,特別是降低了鋼的脆性轉變溫度;
(2)提高鋼的抗氧化性能。曾對鐵鋁合金的抗氧化性進行了較多的研究;4%AI即可改變氧化皮的結構,加入6%A1可使鋼在980C以下具有抗氧化性。當鋁和鉻配合并用時,其抗氧化性能有更大的提高。例如,含鐵50%一55%、鉻30%一35%、鋁10%一15%的合金,在1400C高溫時,仍具有相當好的抗氧化性。由于鋁的這一作用,近年來,常把鋁作為合金元素加入耐熱鋼中。
(3)此外,鋁還能提高對硫化氫和V2O5,的抗腐蝕性。
缺點:①脫氧時如用鋁量過多,將促進鋼的石墨化傾向。②當含鋁較高時.其高溫強度和韌性較低。
3、a.極易與氧結合形成氧化鋁,是一種強脫氧劑。
b.能抑制晶粒成長。
c.是氮化用鋼的重要元素。
4、主要作用為細化晶粒和脫氧,在滲氮鋼中能促成滲氮層,含量高時,能提高高溫抗氧化性,耐H2s氣體的腐蝕作用,固溶強化作用大,提高耐熱合金的熱強性,有促使石墨化傾向;Al當鋼中其含量小于3~5%時,是一是:高的抗氧化性和電阻。
①作為強烈脫氧劑加進的Al,可生成高度細碎的、超顯微有益的元素。其作用的氧化物,分散于鋼體積中。因而可阻止鋼加熱時的晶粒長大(含Al<10%,在加熱<1200℃才有細化作用,否則其作用甚?。┖透纳其摰拇阃感?。所以這些氧化物成為結晶的中心,而在鋼冷卻時又對A體分解起促進作用。作為合金元素,有助于鋼的氮化,因而可提高鋼的熱穩定性。所以AlN本身在加熱時具有高穩定性,
①與②都有利于減弱鋼的過熱傾向。
③可改善鋼的抗氧化性,考慮②和③,
④能提高鋼的電阻,與Cr共同用于制造高電阻鉻鋁合金:如Cr13Al4、1Cr17Al5、1Cr25Al5。Al使電阻增高的程度比CCr還高的多。在CCr鋼中加Al,會粗晶易脆,所以其量一般不超過5%,個別才有8~9%。
⑤對硅鋼而言,Al可減少α鐵心損失,降低磁感強度,與氧結合可減弱磁時效現象,但Al的氧化物會使磁性變壞。Al(>0.5%)也會使硅鋼變脆。
6、Al的不良影響
①促進鋼的石墨化,減少合金相中的碳溶濃度,所以硬度、強度降低。
②加速脫碳
當Al含量增加至3~5%時,8~9%將會大大地促進鋼錠的柱狀結晶過程。因此而大大增加鋼的機械熱加工的困難,也使鋼極易脫碳。(其熱加工之所以困難是因為該合金鋼錠具有粗晶結構,且其晶體的解理極弱,所以導熱性低,加熱時容易出現大的溫度差而鍛裂,甚至鋼錠的去皮加工都會使其晶界氧化而破壞。此外,它在800℃以上的高溫長時間停置也極易變脆。一般合金鋼中含Al量:合金結構鋼: Al=0.4~1.1% (38CrAlA、38CrMoAlA、38CrWVAlA等)耐熱不起皮鋼:Al=1.1~4.5% (Cr13SiAl、Cr24Al2Si、Cr17Al4Si等)電熱合金: Al=3.5~6.5% (Cr13Al4、1Cr17Al5、Cr8Al5、0Cr17Al5等)甚至Al=8% Cr7Al7:考慮電熱合金受荷不大,雖有脆性,仍可使用。

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此文關鍵字:Mo Al 對鋼鐵性能的影響
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