在钢中加入了许多合金元素,以达到各种强化性能。我们之前研究了5种常见的合金元素,在这个博客中我们将看到另外5种元素以及它们对钢铁的影响。
1.硅
硅可能是钢中最常见的合金元素,因为几乎所有钢在制造过程中都需要硅。在冶炼过程中,硅通过还原铁矿石和除去其它杂质来净化铁矿石。除净化性能外,硅对钢的力学性能也有影响。它可以用来提高某些钢的强度和硬化性,以及磁性能。
从ASTM A36到AISI 440 C,有很多种含硅钢。通常,强度较高的钢含有更多的硅。
2.铜
铜常被少量地添加到钢中。铜可以通过提高钢的耐蚀性来提高其化学性能。大量的铜有助于防止铁锈的形成。与标准碳钢相比,许多不同类型的耐候钢的铜含量相对较高,因为它们通常用于暴露在腐蚀性环境中的应用中。铜也可以用来提高钢的力学性能,允许它沉淀硬化。沉淀硬化是一种阻止金属晶体结构中位错的过程,从而提高其强度。
在许多不同的钢中发现微量的铜。在低碳钢中,其重量通常低于0.40%。例如,ASTM A36的最大允许铜含量为0.20%。在耐候钢和其他类型的高强度低合金钢中可以发现更多的铜。这些例子包括ASTM A 588和ASTM A 440。
3.钨钨
钢的成分中也含有不同数量的钨。其中一些是残留的和无意的,例如AISI 1018钢。然而,一些钢添加了大量的钨以改善钢的机械性能和化学性质,以适应不同的应用。钨具有较高的熔化温度,可用于提高钢的熔化温度。钨的高硬度也能提高钢的耐磨性。最后,钨还能提高钢的耐蚀性。
合金钢中钨的含量范围很广。在高强度低合金钢中,可低于1%。高速工具钢,其中钨是常用的合金元素,可以有超过15%的钨重量。包括T1,M1和M7在内的高速钨钢的例子,举几个例子。
4.硼
一些合金元素比其他合金元素更能有效地改变钢的性能。例如,添加0.001%的硼对钢的力学性能有很大的影响。硼的加入对力学性能影响最大的是硬化性。由于这个原因,可热处理钢经常将硼合金化成化学成分.钢中过量的硼实际上会导致硬化性的降低。大量的硼会使钢变脆,失去韧性。
添加硼的钢可以被发现在许多不同的等级,其中许多是专有的。硼合金化钢的一般用途包括易磨损的部件,如运土设备和曲轴。
5.铅
虽然铅通常被添加到钢合金中,但实际上它本身并不是一种合金元素。当添加到钢中时,铅不会与碳、铁和其他元素结合。铅实际上不溶于钢。相反,铅以夹杂物的形式留在钢中。铅对钢的力学性能几乎没有影响,但由于铅作为切削工具与钢之间的润滑剂,提高了钢的可加工性。添加铅的焊接钢几乎总是导致裂纹,不推荐使用。
铅被添加到将进行机械加工而不是焊接的钢中。含铅钢的AISI等级通常有“L”的名称。普通合金包括11L18和12L14。
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