金屬元素,是指具有金屬通性的元素,其價層電子數(shù)較少,在化學反應中易丟失電子。迄今為止,自然界存在及人工合成的金屬元素已達90多種,位于元素周期表的左方及左下方,包括s區(qū)(s-blockelement)(除H外),d區(qū)(d-blockelement),ds區(qū)(ds-blockelement)和f區(qū)(f-blockelement)的所有元素及p區(qū)(p-blockelement)左下角的10種元素。
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。
鉻(Cr)
1、鉻可提高鋼的強度和硬度。
2、鉻可提高鋼的高溫機械性能。
3、使鋼具有良好的抗腐蝕性和抗氧化性。
4、降低鋼的臨界冷卻速度,提高鋼的淬透性。
5、阻止石墨化缺點:①鉻是顯著提高鋼的脆性轉變溫度;②鉻能促進鋼的回火脆性。
3、鈮能提高鋼的熱強性。
硼(B)
1、提高鋼的淬透性。
2、提高鋼的高溫強度。強化晶界的作用。
鋁(Al)
1、用作煉鋼時的脫氧定氮劑,細化晶粒,抑制低碳鋼的時效,改善鋼在低溫時的韌性,特別是降低了鋼的脆性轉變溫度;
2、提高鋼的抗氧化性能。曾對鐵鋁合金的抗氧化性進行了較多的研究:4%AI即可改變氧化皮的結構,加入6%Al可使鋼在980C以下具有抗氧化性。當鋁和鉻配合并用時,其抗氧化性能有更大的提高。例如,含鐵50%一55%、鉻30%-35%、鋁10%-15%的合金,在1400C高溫時,仍具有相當好的抗氧化性。由于鋁的這一作用,近年來,常把鋁作為合金元素加入耐熱鋼中。
3、此外,鋁還能提高對硫化氫和V2O5的抗腐蝕性。
缺點:①脫氧時如用鋁量過多,將促進鋼的石墨化傾向;②當含鋁較高時.其高溫強度和韌性較低。
硫(S)
1、硫在鋼中以FeS-Fe共晶體存在于鋼的晶粒周界,降低鋼的力學性能,優(yōu)制鋼含硫量一般應限制在0.04%以下。
2、在機械制造中,有時為了改善某些鋼的切削加工性能,人為將含硫量提高,以形成硫化物,起中斷基體連續(xù)性的作用。
缺點:硫含量的提高,增加鑄件熱裂傾向。
氫(H)
煉鋼過程中鋼液從爐氣中吸收氫,鋼液中氫的溶解度隨溫度升高而提高,在緩慢凝固條件下,氫以針孔形態(tài)析出??焖倌虝r,析出氫在鐵的晶格內(nèi)造成高應力狀態(tài),導致脆性。
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