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各种合金元素在钢中的重要作用(五)

2022-12-02 11:38:12

11.铜元素


铜(Cu)在钢中的突出作用是改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能,特别是和磷配合使用时,加入铜还能提高钢的强度和屈服比,而对焊接性能没有不利的影响。含铜0.20%~0.50%的钢轨钢(U-Cu),除耐磨外其耐腐蚀寿命为一般碳素钢轨的2-5倍。铜含量超过0.75%时,经固溶处理和时效后,可产生时效强化作用。含量低时,其作用与镍相似,但较弱。含量较高时,对热变形加工不利,在热变形加工时导致铜脆现象。2%~3%铜在奥氏体不锈钢中可以对硫酸、磷酸及盐酸等抗腐蚀性能及对应力腐蚀的稳定性。


12.硼元素


硼(B)在钢中的主要作用是增加钢的淬透性,从而节约其他较稀贵的金属,与镍、铬、钼等。为了这一目的,其含量一般规定在0.001%~0.005%范围内。它可以代替1.6%的镍、0.3%的铬或0.2%的钼,以硼代钼应注意,因钼能防止或降低回火脆性,而硼却略有促进回火脆性的倾向,所以不能用硼将钼完全代替。中碳碳素钢中加硼,由于提高了淬透性,可使厚20mm以上的钢材调质后性能大为改善,因此,可用40B和40MnB钢代替40Cr,可用20Mn2TiB钢代替20CrMnTi渗碳钢。但由于硼的作用随钢中碳的含量的增加而减弱,甚至消失,在选用含硼渗碳钢时,一定要考虑到零件渗碳后,渗碳层的淬透性将低于芯部的淬透性的这一特点。弹簧钢一般要求完全淬透,通常弹簧面积不大,采用含硼钢有利。对高硅弹簧钢硼的作用波动较大,不便采用。硼和氮及氧有强的亲和力,沸腾钢中加入0.007%的硼,可以消除钢的时效现象。


粉末合金材料


13.稀土


稀土(Re)一般是指元素周期表中原子序数从57号至71号的镧系元素(15个)加上21号钪和39号钇,共17个元素。他们的性质接近,不易分离。未分离的叫混合稀土,比较便宜,稀土元素能提高锻轧钢材的塑性和冲击韧性,特别是在铸钢中尤为显著。它能提高耐热钢电热合金和高温合金的抗蠕变性能。稀土元素也可以提高钢的抗氧化性和抗腐蚀性。抗氧化性的效果超过硅、铝、钛等元素。它能改善钢的流动性,减少非金属夹杂,使钢组织致密、纯净。普通低合金钢中加入适当的稀土元素,有良好的脱氧去硫作用,提高冲击韧性(特别是低温韧性),改善各向异性性能。稀土元素在铁铬铝合金中增加合金的抗氧能力,在高温下保持钢的细晶粒,提高高温强度,因而使电热合金的寿命得到显著提高。


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