合金元素对铸钢性能的影响

元素

作   用

Mn

1、在低含量范围内，对钢具有很大的强化作用，提高强度、硬度和耐磨性

2、降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性

3、稍稍改善钢的低温韧性

4、在高含量范围内，作为主要奥氏体化元素

Si

1、强化铁素体，提高钢的强度和硬度

2、降低钢临界冷却速度，提高钢的淬透性

3、提高钢在氧化性腐蚀介质中的耐蚀性，提高钢的耐热性

4、磁钢中的主要合金元素

Cr

1、在低含量范围内，对钢具有很大的强化作用，提高强度、硬度和耐磨性

2、降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性，细化钢的晶粒

3、提高钢的耐热性，是耐热钢的主要元素

4、在高合金范围内，对钢具有很大的强化作用，使钢具有对强氧化酸等腐蚀介质的耐腐蚀能力

Mo

1、强化铁素体，提高钢的强度和硬度

2、降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性

3、提高钢的耐热性和高温强度，是热强钢中的主要元素

4、提高钢的耐腐蚀(特别是硫酸)性能

V

1、在含量(质量分数为0.05%~0.10%)时,细化晶粒,提高韧性

2、再较高含量(质量分数为0.20%)时，形成V₄C₃碳化物，提高钢的热强性

Ni

1、主要通过影响钢的相变和显微组织对钢进行强化，而不降低其塑性

2、降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性

3、改善钢的低温韧性

4、扩大奥氏体区，是奥氏体化的有效元素

5、本身具有一定耐蚀性，对一些还原性酸类(硫酸、盐酸)有良好的耐蚀能力

Al

1、炼钢中起良好的脱氧作用

2、细化钢的晶粒，提高钢的强度；含量高时会产生脆性，并形成石状断口

3、提高钢的抗氧化性能，提高不锈钢对强氧化性酸类的耐蚀能力

Ti、Nb

1、细化钢的晶粒

2、在不锈钢中改善抗晶间腐蚀能力

B

1、强烈提高过冷奥氏体稳定性，在提高钢的淬透性方面所起的作用比Cr、 Mo 、Ni等合金元素强得多[每w(B)=0.001%相当于w(Mn)=0.85%，或w(Ni)=2.4  %，或w(Ci)=0.45 %，或w(Mo)=0.35 %]

Cu

1、强化铁素体[w(Cu)＜1.5%]

2、含量高的时候产生析出强化作用[w(Cu)＞3.0%]

3、提高钢的耐腐蚀(特别是硫酸)性能

W

1、细化钢的晶粒

2、提高钢的淬透性

3、生成高热稳定性碳化物和氮化物(W₂C、W₂N)，提高钢的热强性

RE

(Ce、La)

1、炼钢中起脱硫、去气、净化钢液的作用

2、               细化钢的晶粒，改善铸态组织(缩小柱状晶区)

元素

作   用

Mn

1、缩小结晶范围，提高流动性

2、增加体收缩和线收缩，增加冷、热裂倾向

3、生成MnO，MnO与SiO₂作用易形成化学粘砂

Cu

1、降低熔点，缩小结晶范围，改善流动性

2、大约w(Cu)﹥1%时，易于自由析出，增加热裂倾向，加Si、Mn可提高Cu在钢中的溶解度

Mo

1、低合金范围内，降低流动性

2、略增加缩孔倾向

3、质量分数在1%以下时，生成MoS在晶界上析出，降低导热性，并增大收缩，增大冷、热裂倾向

V

1、质量分数在0.25%～1%时，生成氧化膜，略降低流动性

2、提高高温强度，略改善裂纹倾向

Al

1、作脱氧剂加入时，质量分数小于0.15%，有良好的脱氧作用，改善流动性

2、作合金元素加入时，形成Al₂O₃和Al₂S₃ 夹渣和氧化膜，降低流动性

3、增大收缩和热裂倾向

Ti

显著降低流动性

Cr

1、生成夹杂物及氧化膜，使钢液变稠，降低流动性，高Cr钢铸件易形成皱纹及冷隔

2、增加体收缩量，增大缩孔倾向

3、减小导热性，增大热裂倾向

Ni

1、改善流动性

2、易生成枝晶，增大热裂倾向

稀土

脱氧、脱硫，改善流动性，减少热裂倾向

元素

作   用

Mn

提高淬透性和降低马氏体转变温度，对焊接性能有不利影响。

Si

降低钢的可焊性

V

改善钢的焊接性能

Ti

改善低碳锰钢和高合金不锈钢的焊接工艺性能

Al

对焊接性能有不利影响

Zr

改善钢的焊接性能

Ni

含镍较高的钢在焊接时应采用奥氏体焊条，以防止裂缝

稀土

改善钢的焊接性能