钢材的材质

钢材的定义及材质构成,钢材的材质
钢材的概念:钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成我们所需要的各种形状、尺寸和性能的材料。
  钢材是国家建设和实现四化必不可少的重要物资,应用广泛、品种繁多,根据断面形状的不同、钢材一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类为了便于组织钢材的生产、订货供应和搞好经营管理工作,又分为重轨、轻轨、大型型钢、中型型钢、小型型钢、钢材冷弯型钢、优质型钢、线材、中厚钢板、薄钢板、电工用硅钢片、带钢、无缝钢管钢材、焊接钢管、金属制品等品种。
  钢材的生产方法:大部分钢材加工都是将钢材通过压力加工,使被加工的钢(坯、锭等)产生塑性变形。根据钢材加工温度不同可分为冷加工和热加工两种。
  钢材的主要加工方法有:
  轧制:将钢材坯料通过一对旋转轧辊的间隙(各种形状),因受轧辊的压力使材料截面减小、长度增加的压力加工方法,这是生产钢材蕞常用的生产方式,主要用来生产型材、板材、管材。分冷轧、热轧。
  锻造钢材:利用锻锤的往复冲击力或压力机的压力使坯料改变成我们所需的形状和尺寸的一种压力加工方法。一般分为自由锻和模锻,常用作生产大型材、开坯等截面尺寸较大的材料。
  拉拔钢材:是将已经轧制的金属坯料(型、管、制品等)通过模孔拉拔减小截面、增加长度的加工方法,大多用作冷加工。
  挤压:是将钢材放在密闭的挤压筒内,一端施加压力,使钢材从规定的模孔中挤出而得到一定形状和尺寸的成品的加工方法,多用于生产有色金属材钢材。
  在介绍钢的分类之前先简单介绍一下黑色金属、钢与有色金属的基本概念。
  一、黑色金属、钢和有色金属
  1.黑色金属是指铁和铁的合金。如钢、生铁、铁合金、铸铁等。钢和生铁都是以铁为基础,以碳为主要添加元素的合金,统称为铁碳合金。
  生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品,主要用来炼钢和制造铸件。把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼,即得到铸铁(液状),把液状铸铁浇铸成铸件钢材,这种铸铁叫铸铁件。
  铁合金是由铁与碳、硅、锰、铬、钛等元素组成的合金,铁合金是炼钢的原料之一,在钢材炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添加剂用。
  2.把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼,即得到钢。钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。通常所讲的钢,一般是指轧制成各种形状的钢。钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。
  3.有色金属又称非铁金属,指除黑色金属外的金属和合金,如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。另外在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等,这些金属主要用作合金添加物,以改善金属的性能,其中钨、钛、钼等多用于生产刀具用的硬质合金。以上这些有色金属都称为工业用金属,此外还有贵重金属:铂、金、银等和稀有金属,包括放射性的铀、镭等。
  二、钢材的分类
  钢是含碳量在0.04%~2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性,含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外,还有硅、锰、硫、磷等。钢的分类方法多种多样,其主要方法有如下七种:
  1.按品质分类
  (1)普通钢(P≤0.045%,S≤0.050%)
  (2)优钢材质钢(P、S均≤0.035%)
  (3)高级优质钢(P≤0.035%,S≤0.030%)
  2.按化学成份分类
  (1)碳素钢:a.低碳钢(C≤0.25%);b.中碳钢(C≤0.25~0.60%);c.高碳钢(C≤0.60%)。
  (2)合金钢:a.低合金钢(合金元素总含量≤5%);b.中合金钢(合金元素总含量为5~10%);c.高合金钢(合金元素总含量>10%)。
  3.钢材按成形方法分类:(1)锻钢;(2)铸钢;(3)热轧钢;(4)冷拉钢。
  4.钢材按金相组织分类
  (1)退火状态的:a.亚共析钢(铁素体+珠光体);b.共析钢(珠光体);c.过共钢材析钢(珠光体+渗碳体);d.莱氏体钢(珠光体+渗碳体)。
  (2)正火状态的:a.珠光体钢;b.贝氏体钢;c.马氏体钢;d.奥氏体钢。
  (3)钢材无相变或部分发生相变的
  5.按用途分类
  (1)建筑及工程用钢:a.普通碳素结构钢;b.低合金结构钢;c.钢筋钢。
  (2)结构钢:a.机械制造用钢:(a)优质结构钢 (b)表面硬化结构钢:包括渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢 (c)易切结构钢(d)冷塑性成形用钢:包括冷冲压用钢、冷镦用钢;
  b.弹簧钢;c.轴承钢。
  (3)工具钢:a.碳素工具钢;b.合金工具钢;c.高速工具钢。
  (4)特殊性能钢:a.不锈耐酸钢;b.耐热钢:包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢;c.电热合金钢;d.耐磨钢;e.低温用钢;f.电工用钢。
  (5)专业用钢——如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。
  6.综合分类
  (1)普通钢 a.碳素结构钢:(a)Q195 (b)Q215(A、B) (c)Q235(A、B、C) (d)Q255(A、B)(e) Q275;b.低合金结构钢;c.特定用途的普通结构钢。
  (2)优质钢(包括高级优质钢):a.结构钢:(a)优质碳素结构钢 (b)合金结构钢 (c)弹簧钢 (d)易切钢 (e)轴承钢(f)特定用途优质结构钢;b.工具钢:(a)碳素工具钢 (b)合金工具钢 (c)高速工具钢;c.特殊性能钢:(a)不锈耐酸钢(b)耐热钢 (c)电热合金钢 (d)电工用钢 (e)高锰耐磨钢。
  7.按冶炼方法分类
  (1)按炉种分:a.平炉钢:(a)酸性平炉钢 (b)碱性平炉钢;b.转炉钢:(a)酸性转炉钢 (b)碱性转炉钢[或(a)底吹转炉钢(b)侧吹转炉钢 (c)顶吹转炉钢];c.电炉钢:(a)电弧炉钢 (b)电渣炉钢 (c)感应炉钢 (d)真空自耗炉钢(e)电子束炉钢。
  (2)钢材按脱氧程度和浇注温度分:a.沸腾钢;b.半镇静钢;c.镇静钢;d.特殊镇静钢。
  钢铁炼成分:
  1. ----采矿(获得铁矿石)
  2. ----选矿(将铁矿石破碎、磁选成铁精粉)
  3. ---烧结(将铁精粉烧结成具有一定强度、粒度的烧结矿)
  4. ---冶炼(将烧结矿运送至高炉,热风、焦碳使烧结矿还原成铁水,并脱硫)
  5. ---炼钢(在转炉内高压氧气将铁水脱磷、去除夹杂,变成钢水)
  6. ---精练(进一步脱磷、去除夹杂,提高纯净度)
  7. ---连铸(热状态下将钢水铸成具有一定形状的连铸坯)
  8. ---轧钢(将连铸坯轧制成用户要求的各种型号的钢材,如板材、线材、管材等)。
  常用钢材用途
  一、各牌号碳素结构钢的主要用途:
  1.牌号Q195,含碳量低,强度不高,塑性、韧性、加工性能和焊接性能好。用于轧制薄板和盘条。冷、热轧薄钢板及以其为原板制成的镀锌、镀锡及塑料复合薄钢板大量用用屋面板、装饰板、通用除尘管道、包装容器、铁桶、仪表壳、开关箱、防护罩、火车车厢等。盘条则多冷拔成低碳钢丝或经镀锌制成镀锌低碳钢丝,用于捆绑、张拉固定或用作钢丝网、铆钉等 。
  2.牌号Q215,强度稍高于Q195钢,用途与Q195大体相同。此外,还大量用作焊接钢管、镀锌焊管、炉撑、地脚螺钉、螺栓、圆钉、木螺钉、冲制铁铰链等五金零件。
  3.牌号Q235,含碳适中,综合性能较好,强度、塑性和焊接等性能得到较好配合,用途蕞广泛。常轧制成盘条或圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢、窗框钢等型钢,中厚钢板。大量用用建筑及工程结构。用以制作钢筋或建造厂房房架、高压输电铁塔、桥梁、车辆、锅炉、容器、船舶等,也大量用作对性能要求不太高的机械零件。C、D级钢还可作某些专 业用钢使用。
  4.牌号Q255,性能与Q235差不多,强度稍有提高,塑性有所降低。应用不如Q235广泛,主要 用作铆接与检接结构。
  5.牌号Q275,强度、硬度较高,耐磨性较好。用于制造轴类、农业机具、耐磨零件、钢轨接 头夹板、垫板、车轮、轧辊等。
  (二)各牌号低合金高强度结构钢的主要用途
  低合金高强度结构钢旧标准称低合金结构钢,又叫普通低合金结构钢。
  1.牌号Q295钢,钢中只含有极少量的合金元素,强度不高,但有良好的塑性、冷弯、焊接及耐蚀性能。主要用于建筑结构,工业厂房,低压锅炉,低、中压化工容器,油罐,管道, 起重机,拖拉机,车辆及对强度要求不高的一般工程结构。
  2.牌号Q345、Q390钢,综合力学性能好,焊接性能、冷热加工性能和耐蚀性能均好,C、D、E级钢具有良好的低温韧性。主要用于船舶,锅炉,压力容器,石油储罐,桥梁,电站设 备,起重运输机械及其他较高载荷的焊接结构件。
  3.牌号Q420钢,强度高,特别是在正火或正火加回火状态有较高的综合力学性能。主要用于大型船舶,桥梁,电站设备,中、高压锅炉,高压容器,机车车辆,起重机械,矿山机 械及其他大型焊接结构件。
  4.牌号Q460钢,强度蕞高,在正火,正火加回火或淬火加回火状态有很高的综合力学性能,全部用铝补充脱氧,质量等级为C、D、E级,可保证钢的良好韧性的备用钢种。用于各 种大型工程结构及要求强度高,载荷大的轻型结构。
  (三)优质碳素结构钢的特性和用途
  优持碳素结构钢简称碳结钢、俗称优钢。是各种机器的零部件制造用钢。
  1. 08和08F钢,用于轧制薄板,深冲制品、油桶、高级搪瓷制品,也可用于制作管子,垫片及心部强度要求不高的渗碳和氰化零件,电焊条等。
  2. 10和10F钢,用4mm以下冷压深冲制品,如深冲器皿、炮弹弹体。也可制造锅炉管、油 桶顶盖及钢带、钢丝、焊接件、机械零件。
  3. 15和15F钢,用于制造机械上的渗碳零件、紧固零件、冲锻模件及不需热处理的低负荷零件,如螺栓、螺钉、法兰盘及化工机械用贮器、蒸汽锅炉等。
  4. 20钢,用于不经受很大应力而要求韧性的各种机械零件,如拉杆、轴套、螺钉、起重钩等;也可用于制造在60大气压、450℃以下非腐蚀介质中使用的管子、导管等;还可以用于心部强度不大的渗碳及氰化零件,如轴套、链条的滚子、轴以及不重要的齿轮、链轮等。
  5. 25钢,用作热锻和热冲压的机械零件,金属切削机床上氰化零件,以及重型和中型机械制造中负荷不大的轴、辊子、连接器、垫圈、螺栓、螺帽等,还可用作铸钢件。
  6. 30钢,用作热锻和热冲压的机械零件、冷拉丝,重型和一般机械用的轴、拉杆、套环、以及机械上用的铸件,如汽缸、汽轮机机架、轧钢机机架和零件、机床机架及飞轮等。
  7. 35钢,用于制作热锻和热冲压的机械零件,冷拉和冷顶锻钢材,无缝钢管、机械制造中零件、铸件、重型和中型机械制造中的锻制机轴、压缩机汽缸、减速器轴,也可用来铸造 汽轮机机身、飞轮和均衡器等。
  8. 40钢,用于制造的机器运动零件,如辊子、轴、连杆、圆盘等。以及火车的车轴,还 可用于冷拉丝、钢板、钢带、无缝管等。
  9. 45钢,用以制造蒸汽透平机、压缩机、泵的运动零件;还可代替渗碳钢制造齿轮、轴、活塞销等零件(零件需经高频或火焰表面淬火);并可用作铸件。
  10. 50钢,用于制造耐磨性要求高、动载荷及冲击作用不大的零件,如铸造齿轮、拉杆、轧辊等;制造比较次要的弹簧、农机上的掘土犁铧、重负荷的心轴与轴等,并可制造铸件。
  11. 55钢,用于制造连杆、轧辊、齿轮、扁弹簧、轮圈、轮缘等,也可作铸件。
  12. 60-65钢,用于制造弹簧、弹簧圈、各种垫圈、离合器以及制造一般机械中的轴、轧 辊、偏心轴等。
  13. 70-85钢,用来制造弹簧和发条、制造钢丝绳用的钢丝及高硬度的机件、如犁、铧、 电车车轮等。
  14. 15Mn-25Mn钢,用于制造中心部分的机械性能要求较高且需渗碳的零件。
  15. 30Mn-35Mn钢,主要用来制造螺拴、螺帽、螺钉杠杆、掣动踏板等。并可用冷拉制造在高应力下工作的细小零件,如农机上的钩、环、链等。
  16. 40Mn-45Mn钢,用于制造承受疲劳负荷下的零件,如曲轴、连杆等;也可用作高应力下 工作的螺钉、螺帽等。
  17. 50Mn-55Mn钢,用于制造耐磨性要求高、在高负荷下热处理的零件,如齿轮、齿轮轴 、摩擦盘、滚子及弹簧。
  18. 60Mn-70Mn钢,用于制造弹簧及犁铧等。
  (四)合金结构钢
  合金结构钢简称合结钢,是在优质碳素结构钢的基础上,适当地加入一种或数种合金元素(总量<5%)而制成的钢种。
  (五)易切削结构钢用途
  易切削结构钢简称易切钢,是含有少量易削元素,具有良好的被切削加工性能的钢种。
  1.Y12硫磷复合低碳易切削钢,是现有易切削钢中磷含量蕞多的一个钢种。常用于制造对力学性能要求不高的各种机器和仪器仪表零件,如螺栓、螺母、销钉、轴、管接头等。
  2.Y12Pb含铅易切削钢,被切削加工性好,不存在性能上的方向性,并有较高的力学性能,常用于制造较重要的机械零件、精密仪表零件等。
  3.Y15复合高硫低硅易切削钢,是我国自行研制成功的钢种,被切削性高于Y12钢,常用于制造不重要的标准件,如螺栓、螺母、管接头、弹簧座等。
  4.Y15Pb同Y12Pb,被切削加工性更好。
  5.Y20低硫磷复合易切削钢,被切削加工性优于20钢而低于12钢,可进行渗碳处理,常用于制造要求表面硬、心部韧性高的仪器、仪表、轴类耐磨零件。
  6.Y30低硫磷复合易切削钢,力学性能较高,被切削加工性也有适当改善,可制造强度要求 较高的标准件。
  7.Y35同Y30钢,可调质处理。
  8.Y40Mn高硫中碳易切削钢,有较高的强度、硬度和良好的被切削加工性,适于加工要求刚性高的机床零部件,如机床丝杠、光杠、花键轴、齿条等。
  9.Y45Ca钙硫复合易切削钢,不仅被切削性好,而且热处理后具有良好的力学性能,适于制造较重要的机器结构件,如机床齿轮轴、花键轴、拖拉机传动轴等。
  (六)弹簧钢特性及用途
  弹簧钢是用于制造弹簧或其他弹性元件的钢种,按成分分为碳素弹簧钢和合金弹簧钢。
  (七)滚动轴承钢特性和用途
  滚动轴承钢简称轴承钢或滚珠钢,是用于制造各种滚动轴承的套圈和滚动体的钢种。
  (八)碳素工具钢特性和用途
  碳素工具钢简称碳工钢,其冷、热加工性能,耐磨性能好,价格低廉,在工具钢中是被 广泛采用的钢种。
  1. T7钢,为亚共析钢,淬火回火后具有较高的强度和韧性,且有一定的硬度,但热硬性低,淬透性差、淬火变形大。常用于制造能承受振动和撞击,要求较高韧性,但切削性能要求不太高的工具,如凿子、冲头等小尺寸风动工具,木工用锯和凿,简单胶木模、锻模、剪刀 、手锤、镰刀等。
  2. T8钢,为共析钢,淬火回火后具有较高的硬度和耐磨性,但热硬性低,淬透性差、加热时容易过热,变形也大,塑性强度也较低。常用于不受大冲击,需要较高硬度和耐磨性的工具,如简单的模子和冲头、切削软金属的刀具、木工用的铣刀和斧、凿、錾、圆锯片以及钳 工装配工具、虎钳钳口等。
  3. T8Mn钢,性能同T8近似,但因加入了锰,淬透性较好,淬硬层较深。用途同T88,但可制造断面较大的工具。
  4.T9钢,性能同T8,但因碳含量较高一些,故硬度和耐磨性较高,韧性较差一些。常用作硬度较高,有一定韧性,但不受剧烈震动冲击的工具,如中心铳、冲模、冲头、木工切削工具以及饲料机刀片、凿岩石凿子等。
  5.T10钢,为过共析钢,在淬火加热时不易过热,仍保持细晶粒。韧性尚可,强度及耐磨性均较T7-T9高些,但热硬性低,淬透性仍然不高,淬火变形大。这种钢应用较广,适于制造切削条件较差、耐磨性要求较高且不受突然和剧烈冲击振动而需要一定的韧性及具有锋利刃口的各种工具,如车刀、刨刀、钻头、丝锥、扩孔刀具、螺丝板牙、铣刀手锯锯条、小尺寸冷切边模及冲孔模,低精度而形状简单的量具(如卡板等),也可用作不受较大冲击的耐磨零件。
  6. T11钢为过共析钢,其碳含量介于T10、T12之间,具有较好的综合力学性能(如强度、硬度、耐磨性及韧性等)。用途与T10钢基本相同,但不如T10钢广泛。
  7. T12钢含碳高、耐磨性好,但脆性较大。用作不受冲击的各种工具和耐磨零件,如车刀、铣刀、丝锥、扳牙、锉刀、刮刀、以及小的冷切边模、冲孔模等。
  8. T13钢是碳工钢中碳含量蕞高的钢种,耐磨性蕞高,也蕞脆。用途与T12钢基本相同,也可用作不受冲击而要求极高耐磨性的机械零件。
  (九)合金工具钢用途
  合金工具钢简称合工钢,是在碳工钢的基础上加入合金元素而形成的钢种。
  (十)高速工具钢主要用途
  高速工具钢简称高工钢或高速钢,俗称"锋钢"或"风钢"是一种适用于高速切削的高 碳高合金工具钢,其突出特点是具有很高的热硬性。
  进口钢材特性
  不锈钢 Austenite (奥氏体)系列
  SUS303F 防锈性及切削性能良好,适合一般零件。
  SUS303Cu Cu(铜)添加,加强切削性能,适用于轴心等零件。
  SUS304 不锈钢中使用范围蕞为广泛,用于厨具丶常规钢。
  SUS316 耐腐蚀性能比304更卓越,用于耐腐蚀材料。
  SUS316F 316添加S(硫),切削性能大大提高,适用于轴心等零件。
  SUS316L 316的低碳素钢,耐腐蚀性及更佳的冷加工性。适用于螺栓丶螺帽。
  SUS316LUX 低碳,耐腐蚀性比316F更佳,添加S(硫)及Cu(铜),切削性能良好。
  SUS316LS-PX 低碳,耐腐蚀性比316F更佳,添加S(硫)及Cu(铜),切削性能良好。
  不锈钢 Martensite (马氏体)系列
  SUS416 →切削性能良好,用于机床加工。不含Pb(铅)的环保料。
  SUS416F→Pb(铅)添加,切削性能良好。可作热处理,硬度高达HRC40以上。
  SUS420J2→热处理,硬度高达HRC50以上,适用于轴心等零件。
  SUS420F→420J2的改良钢种,切削性能比420J2为佳。
  不锈钢 Ferrite(铁素体)系列
  SUS430F→耐腐蚀性能高,用于螺栓、母螺钉及电子零件等。
  快削钢
  12L14(SUM24L)→适用于切削用料及一般零件。
  1215(SUM23)→此产品为环保料,与12L14相比不含铅及不含有对环境有害物质,切削性良好。适合一般电镀轴心、切削用料及一般零件。
  1213(SUM22)→中碳硫系 -使用要求强度和被削性者,并提高Mn(锰)含量以防止因添加硫而导致钢材材质劣化,其中碳含量超过0.40%者多属调质后使用,故适用于机械及汽车之零件。
  1144(SUM43)→中碳硫系 -使用要求强度和被削性者,并提高Mn(锰)含量以防止因添加硫而导致钢材材质劣化,其中碳含量超过0.40%者多属调质后使用,故适用于机械及汽车之零件。
  碳素钢
  S15C/S20C/S45C/S45CF→低中碳钢 / 中碳快削钢,热处理后硬度可达HRC50以上。适用于机械构造用钢、手工具等。
  SK4F→高碳素快削钢,添加S(硫)及Pb(铅),增加切削性,可作热处理,硬度可达HRC61。
  铬轴承钢(高碳)
  SUJ2→利用微细碳化物之析出,提高钢材之耐磨耗性,适用于轴承、滚子轴、滚筒以及量规等产品,其中铬钼系具备高温之机械性能,适用于较高温用途。
  钼合金钢
  SCM415→可热锻及冷加工,适合一般链条零件、刀刃、工具或机器零件。
  SCM435 / 440→易切削性,适合形状较复杂的加工。
  SCM435 可用于螺丝、螺栓等机器零件。
  SCM440 可用于轴类、汽车零件等。
  镍铬钼合金钢
  SNCM220→含Ni(镍)成份,于轴承、活塞、汽车零件等表面渗碳硬化用。
  钛合金
  TB340C (GRADE 2 & GRADE5)→钛属于一种较轻及强度高之金属,高耐蚀性,特别是耐海水性能良好。适合钟表及一般化学工业零件之用。
  铝合金
  6061 6063→高纯度铝材,适用于散热器、光学器材等。
编辑本段影响钢材性能的化学元素
  1、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,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大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
  2、硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有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。在调质结构钢中加入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%的低碳钢,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%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,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%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。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。使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,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):在结构钢和工具钢中,铬能显著提高强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,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):钼能使钢的晶粒细化,提高淬透性和热强性能,在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力,发生变形,称蠕变)。结构钢中加入钼,能提高机械性能。还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。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奥氏体不锈钢中加入适当的钛,可避免晶间腐蚀。
  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氢腐蚀能力。
  11、钨(W):钨熔点高,比重大,是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨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回火脆性,提高强度,但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌,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,如热强钢和磁性材料。
  14、铜(Cu):武钢用大冶矿石所炼的钢,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,提高冲击韧性,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、焊接性能和切削加工性能。
  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。
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