合金元素对钢的性能影响元素名称硬度强度高温强度耐磨性切削性韧性渗氮性能耐 蚀 性Cr++++-+++++Mo++++++-+++V++++++--++Ni+++---++W++++++++----Co++++++++Si+++Mn++---+Al+++++Cu+·+Ti+++S+++----P+++--注: 1、“+”表示提高,“一”表示降低;2、多个“+”或“一”表示“提高”或“降低”的强烈程度主要合金元素对钢性能影响元素名称对性能主要影响C1、 含量增加,钢的硬度和强度也提高,但塑性和韧性随之下降Si1、 炼钢最主要的的还原剂和脱氧剂;2、 提高钢的回火稳定性,对提高淬透性有一定作用;3、 提高钢的弹性极限,如:弹簧钢、耐冲击钢S5、S7等;4、 含量较高时,降低焊接性,易导致冷脆5、 硅含量高时、易于在回火时产生石墨化降低机械性能;6、 硅易使钢产生带状偏析,使钢产生纵、横向性能较大差异Mn1、 是炼钢过程中很好的脱氧剂;2、 Mn与钢中S形成MnS减弱和消除硫引起的“热脆”;3、 为低合金钢的重要合金元素,能明显提高钢的淬透性,细化珠光体组织、改善其力学性能;4、 有增加晶粒粗化和回火脆性的不利倾向; P1、 增加回火脆性及冷脆敏感性,磷在钢中脆性同常是有害的,但在生产脆性材料(如炮弹钢)时是有利的;2、 与铜联合使用,提高低合金高强度钢的耐大气腐蚀性能(如列车车厢钢板—耐候钢);3、 对焊接性能是有害的,增加焊缝的裂纹敏感性。
S1、 改善切削性、易切钢常用元素;2、 产生热脆现象、对焊接性产生不好影响;3、 硫极易产生偏析、在钢中以夹杂物形式存在,恶化钢的质量、降低钢的韧性;4、 常见危害如:影响抛光性、降低韧性引起热做钢早期龟(开)裂Cr1、 提高钢的淬透性,并有二次硬化作用;2、 降低钢的过热倾向、提高钢的回火稳定性;3、 含量超过12%时,具有良好的高温抗氧化性和耐腐蚀作用,是不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素;4、 增加高碳钢的耐磨性能,如:Cr12系列模具钢Mo1、 主要作用是提高钢的热强性和蠕变强度,是热做模具钢、高速钢的主要添加元素;2、 提高钢的淬透性、提高抗腐蚀能力,是不锈耐热钢常用元素; 3、 增加抗回火软化能力、降低回火脆性,有二次硬化作用;4、 当钢中钼(Mo)合量超过3%时,易在高温加热时氧化脱钼V1、 细化钢的组织和晶粒、增加钢的韧性,提高低温冲击韧性;2、 钒的碳化物是钢中最硬最耐磨的组织(V4C3),明显提高工具钢的寿命;3、 钒的碳化物极为稳定,只有在高温状态下才能缓慢的溶解,增加钢的回火稳定性,并有很强的二次硬化作用,提高钢的蠕变和持久强度;W1、 使钢具有红硬性和热强性,是高速钢、热做模具钢最主要的合元素;2、 钨能形成特殊碳化物、增加钢的耐磨性,有二次硬化作用;C0钴1、 提高钢的高温热强性、抗氧化和耐腐蚀性,是高温合金及超硬高速钢的重要合金元素;2、 降低钢的淬透性;3、 钴元素价格昂贵(属于稀缺贵金属),所以只在贵重钢材中加入。
Ni1、 提高钢的塑性及韧性,(低温韧性更明显);2、 与铬、钼同时加入钢中提高钢的淬透性作用明显,如:718、1.2714(5CrNiMoV)等;3、 改善耐蚀性能,与铬、钼联合使用,是不锈耐酸钢的主要合金元素之一;4、 铬增加钢产生白点缺陷的敏感性Al1、 主要作用为脱氧剂、晶粒细化剂、定氮剂;2、 显著改善钢的电、磁性能,在渗氮钢中能促进渗氮层形成,在渗氮钢、电热合金、磁钢中广泛应用Cu1、 铜突出作用是在低合金钢中,特别是与磷同时存在,提高钢的抗大气腐蚀性;2、 铜超过O.30%时,在热变形加工时导致高温铜脆现象,3、 含量高于O.75%时,有固溶处理和沉淀强化作用Pb铅1、 改善切削加工性;RE稀土1、 有脱气、脱硫和消除有害杂质作用;2、 改善钢的铸态组织、细化晶粒,提高抗氧化性、高温强度及蠕变强度,增加耐蚀性。