金屬元素在元素周期表里的排布:
主族(除H)為堿金屬元素,第二主族為堿土金屬元素。第三副族到第二副族為過渡金屬,過渡金屬一般密度較大,熔沸點較高,有較好的導電、導熱、延展性和耐腐蝕性。過渡金屬的化合物及其溶液大多帶有顏色。
硅(Si)
1、提高鋼中固溶體的強度和冷加工硬化程度使鋼的韌性和塑性降低。
2、硅能顯著地提高鋼的彈性極限、屈服極限和屈強比,這是一般彈簧鋼。
3、耐腐蝕性。硅的質(zhì)量分數(shù)為15%-20%的高硅鑄鐵,是很好的耐酸材料。含有硅的鋼在氧化氣氛中加熱時,表面也將形成一層SiO2薄膜,從而提高鋼在高溫時的抗氧化性。
4、磁鋼中的主要合金元素(含量在0.40%范圍內(nèi)時,改善熱裂傾向,含量高時,易形成柱狀晶,增加熱裂傾向)。
5、降低鋼的臨界冷卻速度,提高鋼的淬透性缺點:使鋼的焊接性能惡化。
錳(Mn)
1、在低含量范圍內(nèi),對鋼具有很大的強化作用,提高強度、硬度和耐磨性。
2、降低鋼的臨界冷卻速度,提高鋼的淬透性。
3、稍稍改善鋼的低溫韌性。
4、在高含量范圍內(nèi),作為主要的奧氏體化元素。
5、錳對提高低碳和中碳珠光體鋼的強度有顯著的作用。
6、錳對鋼的高溫瞬時強度有所提高。
錳鋼的主要缺點是:①含錳較高時,有較明顯的回火脆性現(xiàn)象;②錳有促進晶粒長大的作用,因此錳鋼對過熱較敏感t在熱處理工藝上注意。這種缺點可用加入細化晶粒元素如鉬、釩、鈦等來克服;③當錳的質(zhì)量分數(shù)超過1%時,會使鋼的焊接性能變壞;④錳會使鋼的耐銹蝕性能降低。
鉬(Mo)
1、鉬對鐵素體有固溶強化作用,提高鋼的強度和硬度。
2、提高鋼的耐熱性和高溫強度。
3、抗氫侵蝕的作用。
4、降低鋼的臨界冷卻速度,提高鋼的淬透性。
缺點:鉬的主要不良作用是它能使低合金鉬鋼發(fā)生石墨化的傾向 [2]。
鈦(Ti)
1、鈦能改善鋼的熱強性,提高鋼的抗蠕變性能及高溫持久強度。
2、能提高鋼在高溫高壓氫氣中的穩(wěn)定性。使鋼在高壓下對氫的穩(wěn)定性高達600℃以上,在珠光體低合金鋼中,鈦可阻止鉬鋼在高溫下的石墨化現(xiàn)象。因此,鈦是鍋爐高溫元件所用的熱強鋼中的重要合金元素之一。
鈮(Nb)
1、鈮和碳、氮、氧都有的結(jié)合力,并與之形成相應的極為穩(wěn)定的化合物,因而能細化晶粒,降低鋼的過熱敏感性和回火脆性。
2、有的抗氫性能。
3、鈮能提高鋼的熱強性。