• •  14CrMoV6-9 合金钢的主要有、、、、、、、、、、、、、、等。

    其中钒、钛、铌、锆等在钢中是强碳化物形成，只要有足够的碳，在适当条件下，就能形成各自的碳化物，当缺碳或在高温条件下，则以原子状态进入中；锰、铬、钨、钼为碳化物形成元素，其中一部分以原子状态进入固溶体中，另一部分形成置换式；铝、铜、镍、钴、硅等是不形成碳化物元素，一般以状态存在于固溶体中。

     14CrMoV6-9 

    合金结构钢 

    1、碳（C）：钢中含碳量增加，和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳含量超过0.23%时，钢的变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷和时效敏感性。

    2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以含有0.15－0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅1－4%的，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增加，会降低钢的焊接性能。

    3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50%。在中加入0.70%以上时就算“”，较一般钢量的钢不但有足够的，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11－14%的钢有极高的，用于铲斗，等。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。

    4、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。

    5、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生，降低钢的和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。

    6、铬（Cr）：在结构钢和中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。

    7、镍(Ni)：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源，故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。

    8、 钼(Mo)：钼能使钢的细化，提高淬透性和能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到，发生变形，称蠕变)。结构钢中加入钼，能提高。 还可以抑制合金钢由于淬火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。

    9、钛(Ti)：钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密，细化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9中加入适当的钛，可避免。

    10、钒(V)：钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗能力。

    11、钨(W)：钨熔点高，比重大，是贵生的合金元素。钨与碳形成有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨，可显著提高红硬性和热强性，作切削工具及锻模具用。

    12、铌(Nb)：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及，提高强度，但塑性和韧性有所下降。在中加铌，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌，可防止晶间腐蚀现象。

    13、钴(Co)：钴是稀有的贵重金属，多用于特殊钢和合金中，如和磁性材料。

    14、铜(Cu)：武钢用矿石所炼的钢，往往含有铜。铜能提高强度和韧性，特别是大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆，铜含量超过0.5%塑性显著降低。当铜含量小于0.50%对焊接性无影响。

    15、铝(Al)：铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高，如作深冲薄板的08Al钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，铝与铬、硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和。

    16、硼(B)：钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能，提高强度。

    17、氮(N):氮能提高钢的强度，低温韧性和焊接性，增加时效敏感性。

    18、稀土(Xt)：稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。这些元素都是金属，但他们的氧化物很象“土”，所以习惯上称稀土。钢中加入稀土，可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质，从而改善了钢的各种性能，如韧性、焊接性，冷加工性能。在犁铧钢中加入稀土，可提高耐磨性。

    影响编辑

    合金元素对铁碳合金相图的影响

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    1、合金元素对A相区的影响：1）扩大A相区（Mn、Ni、Co）；2）缩小A相区（Cr、V、Mo、Si)；3）正是这个原因我们可以生产奥氏体钢和铁素体钢；

    2、合金元素对S、E点的影响：凡是扩大A相区的元素均使S、E点向左下方移动；凡是缩小A相区的元素均使S、E点向左上方移动。

    合金元素对S、E点的影响：如图所示：

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    合金元素对钢热处理的影响

    1、对奥氏体化的影响——大多数合金元素（镍、钴除外）都减缓奥氏体化过程。所以在热处理时就需要比碳钢更高的加热温度和更长的保温时间。——碳化物不宜分解。

    2、对大小的影响——大多数合金元素有阻碍奥氏体晶粒长大的作用。但锰和硼却相反，可以促进奥氏体晶粒长大，所以，除锰钢外，合金钢在加热时不易过热。这样有利于在淬火后获得细马氏体；也有利于适当提高加热温度，使奥氏体中溶有更多的合金元素增加淬透性和提高钢的力学性能。 [2] 

    3、合金元素对过奥氏体转变的影响——除钴外，所有合金元素都使C曲线右移，降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性（如图7-4）。有些合金元素还使C曲线的形状发生改变。另外，大多数合金元素还使Ms点下降。

    对钢加热和冷却时相变的影响

    钢加热时的主要固态相变是非奥氏体相向奥氏体相的转变，即奥氏体化的过程。整个过程都和碳的扩散有关。合金元素中，非碳化物形成元素降低碳在奥氏体中的激活能，增加奥氏形成的速度；而强碳化物形成元素强烈妨碍碳在钢中的扩散，显著减慢奥氏体化的过程。

    钢冷却时的相变是指的分解，包括转变（共析分解）、贝氏体相变及。仅举合金元素对过冷奥氏体等温转变曲线的影响为例，大多数合金元素，除钴和铝外，均起减缓奥氏体等温分解的作用，但各类元素所起的作用有所不同。不形成碳化物的（如硅、磷、镍、铜）和少量的碳化物形成元素（如钒、钛、钼、钨），对奥氏体到向珠光体的转变和向贝氏体的转变的影响差异不大，因而使转变曲线向右推移。

    碳化物形成元素（如钒、钛、铬、钼、钨）如果含量较多，将使奥氏体向珠光体的转变显著推迟，但对奥氏体向贝氏体的转变的推迟并不显著，因而使这两种转变的等温转变曲线从“鼻子”处分离，而形成两个 C形。 [3] 

    对钢的晶粒度和淬透性的影响

    影响奥氏体晶粒度的因素很多。钢的脱氧和合金化情况均与“奥氏体本质晶粒度”有关。一般来说,一些不形成碳化物的元素,如镍、硅、铜、钴等,阻止奥氏体晶粒长大的作用较弱,而锰、磷则有促进晶粒长大的倾向。碳化物形成元素如钨、钼、铬等，对阻止奥氏体晶粒长大起中等作用。强碳化物形成元素如钒、钛、铌、锆等，强烈地阻止奥氏体晶粒长大，起细化晶粒作用。铝虽然属于不形成碳化物元素，但却是细化晶粒和控制晶粒开始粗化温度的最常用的元素。

    钢的淬透性（见）高低主要取决于化学成分和晶粒度。除钴和铝等元素外，大部分合金元素溶入固溶体后都不同程度地抑制过冷奥氏体向珠光体和贝氏体的相变，增加获得的数量，即提高钢的淬透性。 [4] 

    对钢的力学性能和回火性能的影响

    钢的性能取决于铁的固溶体和碳化物各自性能以及它们相对分布的状态。合金元素对钢的力学性能的影响也与此有关。固溶于铁素体中的合金元素，起固溶强化作用，使强度和硬度提高，但同时使韧性和塑性相对地降低。

    的韧性－脆性转变温度是评价力学性能的一项重要指标。

    ①提高转变温度的元素有 B、P、C、Si、Cu、Mo、Cr；

    ②降低转变温度的元素有Ni、Mn；

    ③少量时提高、多量时降低转变温度的元素有Ti、V;

    ④少量时降低、多量时提高转变温度的元素有Al。

    合金钢的比碳素钢好，这是由于合金元素在回火时阻碍了钢中原子的扩散，因而在同样温度下，起到延迟马氏体分解和抗回火软化的作用。碳化物形成元素，对回火软化的延迟作用特别显著。钴和硅虽属不形成碳化物元素，但它们对晶核的形成和长大，有强烈的延迟作用，因此，也有延迟回火软化的作用。 [5] 

    对钢的焊接性和被切削性的影响

    焊接性和被切削性是衡量钢的好坏的主要方面。凡能提高淬透性的合金元素均对钢的焊接性不利。因为在焊缝热影响区靠近熔合线一侧冷却时易形成马氏体等硬脆组织，有导致开裂的危险。另一方面，热影响区靠近熔合线处的晶粒因受高热容易粗化，因此，合金钢中含有可使晶粒细化的元素如钛、钒等是有益的。

    钢中加入适量的硫、铅等元素可改善钢的被切削性（见）。合金钢中的合金元素一般会使钢的硬度增加，因而增高切削抗力，加剧磨损。通过改变钢的基体组织、夹杂物的种类、数量和形状可以影响钢的被切削性。 [6] 

    对钢的耐蚀性能的影响

    铬是不锈耐酸钢和耐热钢的主要合金元素。合金钢中含铬量若达到12%左右，在钢的表面便形成致密的铬的氧化物，使钢在氧化性介质中的耐蚀性发生突变而大大提高。铬、铝、硅等元素，能提高钢的抗氧化性和抗高温气体的腐蚀性能，但过量的铝和硅则会使钢的热塑性变坏。镍主要用来形成和稳定奥氏体组织，使钢获得良好的力学性能、耐蚀性能和工艺性能。钼能使不锈耐酸钢很快，提高对含有氯离子的溶液及其他非氧化性介质的耐蚀能力。钛、铌通常用来固定合金钢中的碳，使它生成稳定的碳化物，以减轻碳对合金钢耐蚀性能的有害作用。铜和磷配合使用时，可提高钢的耐大气腐蚀性能。 [7] 

    
    

Monel K500 (UNS N05500)