合金元素Si在金屬中的作用
2019-10-15 16:58:28 作者:本網整理 來源:熱處理生態圈 分享至:

本專題中,我們主要學習合金元素在金屬中的作用。一般,可以從以下四個方面探討:


一、對金屬的顯微組織及熱處理的影響;二、對金屬力學性能的影響;三、對金屬物理參數、化學性能和加工工藝的影響;四、在實際生產中的應用如今的工業生產和科學研究中,最常用的合金元素有硅、錳、鉻、鎳、鉬、鎢、釩、鈮、硼、氮、磷、硫、硒、銻、碲、鋁等。接下來的課題,我們為大家一一介紹每種元素在上述四個方面對金屬的影響和應用。


硅在鋼中的作用

 

一、硅對鋼的顯微組織及熱處理的影響

 

1)作為鋼中的合金元素,其質量分數一般不低于0.4%,以固溶體形態存在于鐵素體或奧氏體中,能夠縮小奧氏體相區。


2)提高退火、正火和淬火溫度,在亞共析鋼中提高淬透性。


3)硅不形成碳化物,可強烈地促進碳的石墨化,在硅含量較高的中碳鋼和高碳鋼中,如不含有強碳化物形成元素,易在一定溫度下發生石墨化。


4)在滲碳鋼中,硅能夠減小滲碳層厚度和碳的濃度。


5)硅對鋼液有良好的脫氧作用。


二、硅對鋼的力學性能的影響

 

1)提高鐵素體和奧氏體的硬度和強度,其作用較錳、鎳、鉻、鎢、鋁、釩等更強;顯著提高鋼的彈性極限、屈服強度和屈強比,并提高疲勞強度。


2)硅的質量分數超過3%時,鋼的塑性和韌性顯著降低。


3)使鋼中形成帶狀組織,造成橫向性能低于縱向性能。


4)改善鋼的耐磨性能。


三、硅對鋼的物理、化學及加工工藝的影響

 

1)降低鋼的密度、熱導率、電導率和電阻溫度系數。


2)硅鋼片的渦流損耗量顯著低于純鐵,矯頑力、磁阻和磁滯損耗較低磁導率和磁感強度較高。


3)提高高溫時鋼的抗氧化性能。


4)使鋼的焊接性惡化。


5)硅的質量分數超過2.5%的鋼,其塑性加工較為困難。


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四、硅在鋼中的應用

 

1)在普通低合金鋼中可提高強度,改善局部腐蝕抗力,在調質鋼中可提高淬透性和耐回火性,是多元合金結構中的主要合金組元之一。


2)硅的質量分數為0.5%-2.8%的SiMn或 SiMnB鋼廣泛用于高載荷彈簧材料,同時加入鎢、釩、鉬、鈮、鉻等強碳化物形成元素。


3)硅鋼片是硅的質量分數為1.0%-4.5%的低碳鋼和超低碳鋼,用于電機和變壓器。


4)在不銹鋼和耐蝕鋼中,與鉬、鎢、鉻、鋁、鈦、氮等配合,提高耐蝕性和抗高溫氧化性能。用不銹鋼和耐蝕鋼制作的雕像經久如新。


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5)硅含量較高的石墨鋼用于冷模具材料。

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