低合金高強(qiáng)度鋼合金元素的作用
低合金高強(qiáng)度鋼合金元素的作用
錳元素在鋼中提高屈服強(qiáng)度和沖擊韌性。高錳可降低γ→α轉(zhuǎn)變悶激溫度,有利于針狀鐵素體形核。加熱過(guò)程中,錳能增加碳-氮化物形成元素在γ-Fe中的溶解度,增加鐵素體中碳化物的彌散析出量。硅元素在熱軋鐵素體-馬氏體多相鋼中是不可缺少的添加元素。在含鉬鋼中(約0.15%Mo),鉬有較高的強(qiáng)度和韌性,且抑制了冷卻過(guò)程中珠光體轉(zhuǎn)變,使針狀鐵素體鋼和超低碳貝氏體鋼的含鉬量在0.2~0.4%。在低碳的錳鋼或低碳的錳-鉬鋼中添加Nb(或V、Ti),能實(shí)現(xiàn)明顯的晶粒細(xì)化和沉淀硬化作用。鈦在鋼中形成硫化物,改善沖擊吸收功的各向異性和冷成型性。微量的稀土元素(RE),在鋼中主要作用是脫硫,最有效地控制硫化物形態(tài),減小韌性的各向異性,防止層狀撕裂。
導(dǎo)讀錳元素在鋼中提高屈服強(qiáng)度和沖擊韌性。高錳可降低γ→α轉(zhuǎn)變悶激溫度,有利于針狀鐵素體形核。加熱過(guò)程中,錳能增加碳-氮化物形成元素在γ-Fe中的溶解度,增加鐵素體中碳化物的彌散析出量。硅元素在熱軋鐵素體-馬氏體多相鋼中是不可缺少的添加元素。在含鉬鋼中(約0.15%Mo),鉬有較高的強(qiáng)度和韌性,且抑制了冷卻過(guò)程中珠光體轉(zhuǎn)變,使針狀鐵素體鋼和超低碳貝氏體鋼的含鉬量在0.2~0.4%。在低碳的錳鋼或低碳的錳-鉬鋼中添加Nb(或V、Ti),能實(shí)現(xiàn)明顯的晶粒細(xì)化和沉淀硬化作用。鈦在鋼中形成硫化物,改善沖擊吸收功的各向異性和冷成型性。微量的稀土元素(RE),在鋼中主要作用是脫硫,最有效地控制硫化物形態(tài),減小韌性的各向異性,防止層狀撕裂。
新型低合金高強(qiáng)度鋼以其低碳(≤0.1%)和低硫(≤0.015%)為主要特征,廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。合金元素在強(qiáng)化機(jī)制中的作用主要分為四大類:固溶強(qiáng)化元素(如Mn、Si、Al、Cr、Ni、Mo、Cu等),細(xì)化晶粒元素(如Al、Nb、V、Ti、N等),沉淀硬化元素(如Nb、V、Ti等)以及相變強(qiáng)化元素(如Mn、Si、Mo等)。碳元素在鋼中形成珠光體或彌散析出的合金碳化物,使鋼得到強(qiáng)化。微合金鋼中碳含量只需0.01~0.02%,降低碳含量已成為發(fā)展趨勢(shì),顯著改善鋼的韌性和焊接性能。錳元素在鋼中提高屈服強(qiáng)度和沖擊韌性。高錳可降低γ→α轉(zhuǎn)變悶激溫度,有利于針狀鐵素體形核。加熱過(guò)程中,錳能增加碳-氮化物形成元素在γ-Fe中的溶解度,增加鐵素體中碳化物的彌散析出量。硅元素在熱軋鐵素體-馬氏體多相鋼中是不可缺少的添加元素。在含鉬鋼中(約0.15%Mo),鉬有較高的強(qiáng)度和韌性,且抑制了冷卻過(guò)程中珠光體轉(zhuǎn)變,使針狀鐵素體鋼和超低碳貝氏體鋼的含鉬量在0.2~0.4%。在低碳的錳鋼或低碳的錳-鉬鋼中添加Nb(或V、Ti),能實(shí)現(xiàn)明顯的晶粒細(xì)化和沉淀硬化作用。鈦在鋼中形成硫化物,改善沖擊吸收功的各向異性和冷成型性。微量的稀土元素(RE),在鋼中主要作用是脫硫,最有效地控制硫化物形態(tài),減小韌性的各向異性,防止層狀撕裂。Ni、Cr、Cu等元素在微合金鋼中固溶硬化效果不顯著,在非調(diào)質(zhì)鋼中含量一般控制在較低范圍。這是一類可焊接的低碳工程結(jié)構(gòu)用鋼,其含碳量通常小于0.25%,比普通碳素結(jié)構(gòu)鋼有較高的屈服點(diǎn)σs或屈服強(qiáng)度σ0.2(30~80kgf/mm2)和屈強(qiáng)比σs/σb(0.65~0.95),較好的冷熱加工成型性,良好的焊接性,較低的冷脆傾向、缺口和時(shí)效敏感性,以及有較好的抗大氣、海水等腐蝕能力。其合金元素含量較低,一般在2.5%以下,在熱軋狀態(tài)或經(jīng)簡(jiǎn)單的熱處理(非調(diào)質(zhì)狀態(tài))后使用;因此這類鋼能大量生產(chǎn)、廣泛使用。各發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的低合金高強(qiáng)度鋼產(chǎn)量約占鋼產(chǎn)量的10%(見(jiàn)合金鋼產(chǎn)量)。
低合金高強(qiáng)度鋼合金元素的作用
錳元素在鋼中提高屈服強(qiáng)度和沖擊韌性。高錳可降低γ→α轉(zhuǎn)變悶激溫度,有利于針狀鐵素體形核。加熱過(guò)程中,錳能增加碳-氮化物形成元素在γ-Fe中的溶解度,增加鐵素體中碳化物的彌散析出量。硅元素在熱軋鐵素體-馬氏體多相鋼中是不可缺少的添加元素。在含鉬鋼中(約0.15%Mo),鉬有較高的強(qiáng)度和韌性,且抑制了冷卻過(guò)程中珠光體轉(zhuǎn)變,使針狀鐵素體鋼和超低碳貝氏體鋼的含鉬量在0.2~0.4%。在低碳的錳鋼或低碳的錳-鉬鋼中添加Nb(或V、Ti),能實(shí)現(xiàn)明顯的晶粒細(xì)化和沉淀硬化作用。鈦在鋼中形成硫化物,改善沖擊吸收功的各向異性和冷成型性。微量的稀土元素(RE),在鋼中主要作用是脫硫,最有效地控制硫化物形態(tài),減小韌性的各向異性,防止層狀撕裂。
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