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钢性能检测:合金元素对钢性能有什么影响?
- 分类:新闻资讯
- 发布时间:2022-01-06 16:27
- 访问量:0
【概要描述】 钢产品的性能检测有物理性能(磁性能、密度、弹性模量、热膨胀系数、电阻值等)、电学性能(磁性能测量、密度测量、弹性模量测量、膨胀系数测量等)、工艺性能(淬透性实验、焊接性能实验、切削性能实验、磨损试验等)、化学性能(晶间腐蚀实验、抗氧化性能实验、大气腐蚀实验等)、冲击实验(高低温冲击实验、多次冲击实验等)等等。
合金元素指的是在炼金属的时候加入一定量一种或多种的金属或非金属元素可以获得材料的特殊性能,如提高强度、改善抗氧化性能、提高塑性和工艺性能等。合金元素对钢性能有什么影响?
1、合金元素对钢强度的影响
提高钢强度最重要的工艺是淬火和随后的回火。
①钢淬火形成马氏体。马氏体中溶有过饱和的碳和合金元素,产生很强的固溶强化效应;
②马氏体形成时产生高密度位错,位错强化效应很大;
③奥氏体转变为马氏体时,形成许多极细小的、取向不同的马氏体束,产生细晶强化效应。
④淬火后回火,马氏体中析出细碳化物粒子,间隙固溶强化效应大大减小,但产生强烈的析出强化效应。
由此可知,马氏体强化充分而合理地利用了全部四种强化机制,是钢的最经济和最有效的强化方法。
2、合金元素对钢塑性、韧性的影响
在α-Fe中固溶Me时,一般都使钢的塑性下降。
少量的Ti、V、Nb等微量元素以固定间隙原子C和N,使之不向位错偏聚,位错的可动性提高,从而改善钢的塑性。
合金元素形成的第二相粒子的性质、尺寸、形状、数量和分布特点也会影响钢的塑性。
某些Me细化晶粒,使应力集中减弱,推迟孔坑或微裂纹的形成。例如,在工具钢中加入细化晶粒的合金元素,对塑性改善或提高断裂抗力会有一定好处,这是工具钢合金化的一个主要的出发点。
3、合金元素对钢的工艺性能的影响
合金元素对钢的冷态成型性的影响
冷态成型包括许多不同的冷成型工艺,如深冲、拉延成型和弯曲等。其冷态成型工艺性能优劣涉及被变形材料的成分、组织和冷变形工艺参量(模具形状、变形量、变形速度、润滑条件等)。
适当而均匀的晶粒度
控制夹杂物的形状和分布
游离渗碳体的数量和分布
●冲压形状复杂但受力不大的零件:
例如轿车和一些机器的外壳,主要要求钢板有良好的冲压性和表面质量,多采用冷轧碳素钢薄板。
●冲压形状比较复杂且受力较大的零件:
例如汽车车架,要求钢板既有良好的冲压性又有一定的强度,多选用冲压性能好的热轧低合金钢或碳钢厚板。
(2)合金元素对钢的切削加工性的影响
非金属夹杂物是决定钢的切削性的主要因素。
非金属夹杂物的类型、大小、形状、分布和体积百分数不同,对切削性的影响也不同。
钢的切削性的提高主要还是通过加入易削添加剂,例如S、P、Pb、Bi、Ca、Se(硒)、Te(碲)等。
由于许多合金钢含有大量硬而脆的碳化物,所以其切削加工性能比普通碳钢差。而有些合金钢的加工硬化能力很强,其切削加工性能也是很差的。
(3)合金元素对钢的焊接性的影响
钢的焊接性是一个很复杂的工艺性能,因为它既与焊接裂纹的敏感性有关,又与服役条件和试验温度下所要求的韧性有密切联系。
一般认为,高强度低合金钢的焊接性是良好的,并且随含碳量的降低,焊接性得到改善。
为此,国际焊接协会根据统计数据,采用碳当量为比较的基础,由加入的各元素来计算和评定钢材的焊接性能。
其近似公式如下:
碳当量=C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5
式中:元素符号代表该元素重量百分比。
碳当量越低,焊接性能越好。
碳当量≤0.35%,焊接性能良好;碳当量≥0.4~0.5%,焊接就较困难。
(4)合金元素对钢的热处理工艺性的影响
合金元素对钢的淬透性的影响
Mn、Mo、Cr对增加淬透性的作用最强,
Si、Ni次之。为了提高钢的淬透性,不
仅要提高过冷奥氏体在珠光体区的稳定
性,而且也要提高钢在贝氏体区的稳定
性。这种淬透性严格说来应称为马氏体
淬透性。
在某些场合,希望仅提高钢在珠光体区域的稳定性,从而保证一定截面的钢件,在一定冷却速度下,获得贝氏体组织,以适应金属构件和机械制造上某些工件综合机械性能的需要。如加入Mo、B元素,还可在Mo-B的基础上加少量Mn或Cr。
钢性能检测:合金元素对钢性能有什么影响?
【概要描述】 钢产品的性能检测有物理性能(磁性能、密度、弹性模量、热膨胀系数、电阻值等)、电学性能(磁性能测量、密度测量、弹性模量测量、膨胀系数测量等)、工艺性能(淬透性实验、焊接性能实验、切削性能实验、磨损试验等)、化学性能(晶间腐蚀实验、抗氧化性能实验、大气腐蚀实验等)、冲击实验(高低温冲击实验、多次冲击实验等)等等。
合金元素指的是在炼金属的时候加入一定量一种或多种的金属或非金属元素可以获得材料的特殊性能,如提高强度、改善抗氧化性能、提高塑性和工艺性能等。合金元素对钢性能有什么影响?
1、合金元素对钢强度的影响
提高钢强度最重要的工艺是淬火和随后的回火。
①钢淬火形成马氏体。马氏体中溶有过饱和的碳和合金元素,产生很强的固溶强化效应;
②马氏体形成时产生高密度位错,位错强化效应很大;
③奥氏体转变为马氏体时,形成许多极细小的、取向不同的马氏体束,产生细晶强化效应。
④淬火后回火,马氏体中析出细碳化物粒子,间隙固溶强化效应大大减小,但产生强烈的析出强化效应。
由此可知,马氏体强化充分而合理地利用了全部四种强化机制,是钢的最经济和最有效的强化方法。
2、合金元素对钢塑性、韧性的影响
在α-Fe中固溶Me时,一般都使钢的塑性下降。
少量的Ti、V、Nb等微量元素以固定间隙原子C和N,使之不向位错偏聚,位错的可动性提高,从而改善钢的塑性。
合金元素形成的第二相粒子的性质、尺寸、形状、数量和分布特点也会影响钢的塑性。
某些Me细化晶粒,使应力集中减弱,推迟孔坑或微裂纹的形成。例如,在工具钢中加入细化晶粒的合金元素,对塑性改善或提高断裂抗力会有一定好处,这是工具钢合金化的一个主要的出发点。
3、合金元素对钢的工艺性能的影响
合金元素对钢的冷态成型性的影响
冷态成型包括许多不同的冷成型工艺,如深冲、拉延成型和弯曲等。其冷态成型工艺性能优劣涉及被变形材料的成分、组织和冷变形工艺参量(模具形状、变形量、变形速度、润滑条件等)。
适当而均匀的晶粒度
控制夹杂物的形状和分布
游离渗碳体的数量和分布
●冲压形状复杂但受力不大的零件:
例如轿车和一些机器的外壳,主要要求钢板有良好的冲压性和表面质量,多采用冷轧碳素钢薄板。
●冲压形状比较复杂且受力较大的零件:
例如汽车车架,要求钢板既有良好的冲压性又有一定的强度,多选用冲压性能好的热轧低合金钢或碳钢厚板。
(2)合金元素对钢的切削加工性的影响
非金属夹杂物是决定钢的切削性的主要因素。
非金属夹杂物的类型、大小、形状、分布和体积百分数不同,对切削性的影响也不同。
钢的切削性的提高主要还是通过加入易削添加剂,例如S、P、Pb、Bi、Ca、Se(硒)、Te(碲)等。
由于许多合金钢含有大量硬而脆的碳化物,所以其切削加工性能比普通碳钢差。而有些合金钢的加工硬化能力很强,其切削加工性能也是很差的。
(3)合金元素对钢的焊接性的影响
钢的焊接性是一个很复杂的工艺性能,因为它既与焊接裂纹的敏感性有关,又与服役条件和试验温度下所要求的韧性有密切联系。
一般认为,高强度低合金钢的焊接性是良好的,并且随含碳量的降低,焊接性得到改善。
为此,国际焊接协会根据统计数据,采用碳当量为比较的基础,由加入的各元素来计算和评定钢材的焊接性能。
其近似公式如下:
碳当量=C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5
式中:元素符号代表该元素重量百分比。
碳当量越低,焊接性能越好。
碳当量≤0.35%,焊接性能良好;碳当量≥0.4~0.5%,焊接就较困难。
(4)合金元素对钢的热处理工艺性的影响
合金元素对钢的淬透性的影响
Mn、Mo、Cr对增加淬透性的作用最强,
Si、Ni次之。为了提高钢的淬透性,不
仅要提高过冷奥氏体在珠光体区的稳定
性,而且也要提高钢在贝氏体区的稳定
性。这种淬透性严格说来应称为马氏体
淬透性。
在某些场合,希望仅提高钢在珠光体区域的稳定性,从而保证一定截面的钢件,在一定冷却速度下,获得贝氏体组织,以适应金属构件和机械制造上某些工件综合机械性能的需要。如加入Mo、B元素,还可在Mo-B的基础上加少量Mn或Cr。
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合金元素指的是在炼金属的时候加入一定量一种或多种的金属或非金属元素可以获得材料的特殊性能,如提高强度、改善抗氧化性能、提高塑性和工艺性能等。合金元素对钢性能有什么影响?
1、合金元素对钢强度的影响
提高钢强度最重要的工艺是淬火和随后的回火。
①钢淬火形成马氏体。马氏体中溶有过饱和的碳和合金元素,产生很强的固溶强化效应;
②马氏体形成时产生高密度位错,位错强化效应很大;
③奥氏体转变为马氏体时,形成许多极细小的、取向不同的马氏体束,产生细晶强化效应。
④淬火后回火,马氏体中析出细碳化物粒子,间隙固溶强化效应大大减小,但产生强烈的析出强化效应。
由此可知,马氏体强化充分而合理地利用了全部四种强化机制,是钢的最经济和最有效的强化方法。
2、合金元素对钢塑性、韧性的影响
在α-Fe中固溶Me时,一般都使钢的塑性下降。
少量的Ti、V、Nb等微量元素以固定间隙原子C和N,使之不向位错偏聚,位错的可动性提高,从而改善钢的塑性。
合金元素形成的第二相粒子的性质、尺寸、形状、数量和分布特点也会影响钢的塑性。
某些Me细化晶粒,使应力集中减弱,推迟孔坑或微裂纹的形成。例如,在工具钢中加入细化晶粒的合金元素,对塑性改善或提高断裂抗力会有一定好处,这是工具钢合金化的一个主要的出发点。
3、合金元素对钢的工艺性能的影响
合金元素对钢的冷态成型性的影响
冷态成型包括许多不同的冷成型工艺,如深冲、拉延成型和弯曲等。其冷态成型工艺性能优劣涉及被变形材料的成分、组织和冷变形工艺参量(模具形状、变形量、变形速度、润滑条件等)。
适当而均匀的晶粒度
控制夹杂物的形状和分布
游离渗碳体的数量和分布
●冲压形状复杂但受力不大的零件:
例如轿车和一些机器的外壳,主要要求钢板有良好的冲压性和表面质量,多采用冷轧碳素钢薄板。
●冲压形状比较复杂且受力较大的零件:
例如汽车车架,要求钢板既有良好的冲压性又有一定的强度,多选用冲压性能好的热轧低合金钢或碳钢厚板。
(2)合金元素对钢的切削加工性的影响
非金属夹杂物是决定钢的切削性的主要因素。
非金属夹杂物的类型、大小、形状、分布和体积百分数不同,对切削性的影响也不同。
钢的切削性的提高主要还是通过加入易削添加剂,例如S、P、Pb、Bi、Ca、Se(硒)、Te(碲)等。
由于许多合金钢含有大量硬而脆的碳化物,所以其切削加工性能比普通碳钢差。而有些合金钢的加工硬化能力很强,其切削加工性能也是很差的。
(3)合金元素对钢的焊接性的影响
钢的焊接性是一个很复杂的工艺性能,因为它既与焊接裂纹的敏感性有关,又与服役条件和试验温度下所要求的韧性有密切联系。
一般认为,高强度低合金钢的焊接性是良好的,并且随含碳量的降低,焊接性得到改善。
为此,国际焊接协会根据统计数据,采用碳当量为比较的基础,由加入的各元素来计算和评定钢材的焊接性能。
其近似公式如下:
碳当量=C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5
式中:元素符号代表该元素重量百分比。
碳当量越低,焊接性能越好。
碳当量≤0.35%,焊接性能良好;碳当量≥0.4~0.5%,焊接就较困难。
(4)合金元素对钢的热处理工艺性的影响
合金元素对钢的淬透性的影响
Mn、Mo、Cr对增加淬透性的作用最强,
Si、Ni次之。为了提高钢的淬透性,不
仅要提高过冷奥氏体在珠光体区的稳定
性,而且也要提高钢在贝氏体区的稳定
性。这种淬透性严格说来应称为马氏体
淬透性。
在某些场合,希望仅提高钢在珠光体区域的稳定性,从而保证一定截面的钢件,在一定冷却速度下,获得贝氏体组织,以适应金属构件和机械制造上某些工件综合机械性能的需要。如加入Mo、B元素,还可在Mo-B的基础上加少量Mn或Cr。
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