不锈钢主要元素作用
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不锈钢的主要元素成分含量不锈钢是一种重要的金属材料,它的主要元素成分包括铁、铬、镍和其他合金元素。
这些元素的含量对不锈钢的性能和用途具有重要影响。
铁是不锈钢的主要基础元素,其含量通常在50%以上。
铁是不锈钢的主要结构元素,赋予了不锈钢优良的机械性能和可塑性。
同时,铁还可以通过调节其含量来控制不锈钢的硬度和强度。
不锈钢中的铬元素含量通常在10%以上。
铬是不锈钢的关键合金元素,它能够与氧气反应生成一层致密的氧化铬膜,阻止氧气进一步腐蚀金属。
这种氧化铬膜可以有效地防止不锈钢表面腐蚀和氧化,使其具有良好的耐腐蚀性能。
不锈钢中还含有一定比例的镍元素。
镍的含量通常在8%到12%之间。
镍可以提高不锈钢的韧性和延展性,使其具有良好的冷热加工性能。
除了上述主要元素外,不锈钢中还可能含有其他合金元素,如钼、钛、锰等。
这些合金元素的添加可以进一步改善不锈钢的性能,如提高其耐蚀性、抗磨损性和耐高温性能等。
关于不锈钢的主要元素成分含量,可以总结如下:- 铁:通常占50%以上,是不锈钢的主要基础元素,赋予其机械性能和可塑性。
- 铬:通常占10%以上,是不锈钢的关键合金元素,赋予其良好的耐腐蚀性能。
- 镍:通常含量在8%到12%之间,能提高不锈钢的韧性和延展性,增加其抗腐蚀性能。
- 其他合金元素:如钼、钛、锰等,可以进一步改善不锈钢的性能。
不锈钢的主要元素成分包括铁、铬、镍和其他合金元素。
这些元素的含量决定了不锈钢的性能和用途。
在不同的应用领域和需求下,可以通过调整不同元素的含量来获得不同性能的不锈钢材料。
不锈钢凭借其良好的耐腐蚀性能、机械性能和加工性能,被广泛应用于建筑、航空航天、化工、食品加工等领域。
各种不锈钢的特性及用途不锈钢是一种以铁基为主要组成成分,添加了铬、镍、锰等元素,具有耐腐蚀性的合金材料。
它不仅具有良好的物理和化学性质,还具有一系列独特的特性,使其在诸多领域广泛应用。
1.耐腐蚀性:不锈钢含有至少10.5%以上的铬元素,能形成一层致密的铬氧化膜,阻止氧气进一步渗透和腐蚀,从而具有很强的耐腐蚀性。
它可以抵抗大气、水、酸、碱等多种介质的侵蚀,特别是在湿润和腐蚀气氛中表现出色。
2.机械性能优良:不锈钢具有良好的强度和韧性,具有高拉伸强度、延展性和冲击韧性,可以承受各种工作条件下的重压和冲击,使用寿命较长。
3.高温性能:不锈钢具有较高的耐高温性能,其耐高温性能与铬、镍等元素的含量有关。
不锈钢可以在高温下长期保持较高的强度和硬度,并且不易发生氧化变色。
4.防腐性:由于不锈钢具有优异的耐腐蚀性,因此在制造储罐、管道、设备等用于贮存和运输强酸、强碱等腐蚀性介质的装置时具有重要作用。
不锈钢可有效防止腐蚀,确保储存液体的质量。
5.美观性:不锈钢外观光亮、平整、色彩多样,无需表面处理即可展示优雅的金属质感,更易于清洁和维护,广泛应用于建筑业、家具业等领域。
根据不同含量和成分,不锈钢可以分为多种类型,每种类型都有其特定的用途和应用领域:1.铬不锈钢:主要以铬为添加元素,具有良好的耐腐蚀性和美观性,广泛应用于厨房和卫生设备等领域。
2.镍不锈钢:主要以镍为添加元素,具有良好的耐腐蚀性和高温性能,广泛应用于化工、石油、电子等领域。
3.铁素体不锈钢:主要以铁素体结构为特点,具有良好的耐腐蚀性和机械性能,广泛应用于制造轴承、弹簧等领域。
4.高温合金不锈钢:主要以钼为添加元素,具有良好的耐高温和强度,广泛应用于航空、航天等领域。
5.钛合金不锈钢:由钢铁合金和钛合金的混合材料组成,具有优异的强度和耐腐蚀性,广泛应用于制造船舶、飞机等领域。
总的来说,不锈钢具有耐腐蚀性、机械性能优良、高温性能、防腐性和美观性等特性,因此在航空航天、化工、电子、建筑、冶金、机械制造等许多领域都有广泛应用,成为现代工业中不可或缺的重要材料之一。
合金元素对不锈钢性能的影响不锈钢是一种具有耐腐蚀性的合金钢,在制造工业中广泛应用。
适当调整不锈钢中的合金元素含量可以改变不锈钢的性能,下面将对几种常见的合金元素对不锈钢性能的影响进行详细阐述。
1.铬(Cr):铬是不锈钢中最主要的合金元素,能够形成一层致密的氧化铬膜,阻隔了氧气与金属表面的接触,从而提供了不锈钢的耐腐蚀性。
在一般的不锈钢中,铬的含量大约在10-30%之间。
2.镍(Ni):镍可以提高不锈钢的强度、塑性和耐腐蚀性。
镍还能够提高不锈钢的抗氧化性能,在高温环境下不易失去光泽和变色。
此外,镍还能够提高不锈钢的焊接性能。
在不锈钢中,镍的含量通常在8-20%之间。
3.钼(Mo):钼能够增加不锈钢的耐腐蚀性能特别是对于硫酸、硝酸和盐酸等强酸。
钼还能够提高不锈钢在高温下的力学性能和抗蠕变性能。
通常情况下,不锈钢中的钼含量在2-3%之间。
4.锰(Mn):锰可以提高不锈钢的硬度和强度,并有利于钢的淬火性能。
此外,锰还能改善不锈钢的抗氧化性能和耐腐蚀性能。
在不锈钢中,锰的含量一般在1-2%之间。
5.钛(Ti):钛能够阻止不锈钢在高温下的晶粒长大,提高不锈钢的耐腐蚀性能、焊接性能和高温强度。
钛的含量一般在0.5-1.5%之间。
综上所述,合金元素对不锈钢性能的影响是多样的。
铬是最关键的合金元素,确定了不锈钢的耐腐蚀性能;镍和钼能够提高不锈钢的力学性能和抗腐蚀性能;锰可以改善不锈钢的淬火性能和抗氧化性能;钛则能够提高不锈钢的高温性能。
合理调整不锈钢中合金元素的含量,可以根据具体的应用需求,改变不锈钢的性能,使其更适合各种工业领域的使用。
不锈钢组成元素不锈钢是一种高性能具有耐腐蚀、耐磨性、耐热和耐冲击性以及强度很高的优质合金钢。
由于它耐腐蚀性好,灵活性强,质量稳定,具有较高的综合性能,因此被广泛用于军事、航空、汽车、石油、精密机械、电子设备、桥梁、电站、化工设备等行业的制造中。
一、不锈钢组成元素1. 铬:铬是不锈钢的主要构成元素,其量占不锈钢总量的10-30%,在结构构件中具有很高的强度及耐熔性,是不锈钢的主要构成元素,是不锈钢抗腐蚀性好的主要原因之一。
2. 铬合金:铬合金是指以铬为主要元素,加入其它金属元素形成的复合物,其含量一般在不锈钢总量的2-14%之间,能有效的提高材料的抗腐蚀能力及热强度,改善不锈钢的组织和性能。
3. 镍:镍也是不锈钢里的重要元素之一,对不锈钢的抗腐蚀性有很大的贡献,以及提高不锈钢的延展性,提高不锈钢的强度、加工拉伸性能,其成分范围一般在2-14%之间。
4. 锰:在不锈钢中锰成份是一种常量,它以及其它以稳定铬合金组织而提供耐腐蚀和耐磨损性能,其成分一般在6-15%之间,对不锈钢的抗氧化性、抗酸碱性有重要的影响。
5. 硅:硅是不锈钢的非金属元素,其成份可以在2-14%之间,硅可以增加不锈钢的抗氧化能力,抗冲蚀能力,抗热脆性及表面光洁度。
6. 磷:磷是不锈钢中的微量元素,由于磷的会降低高温强度,因此,其含量应该保持在0.045%以下,以免影响不锈钢的高温强度性能。
7. 铁:铁是不锈钢的基体,是不可缺少的元素,所以其成分最高,一般在70-75%以上,除了提供结构件的强度,它也协助形成不锈钢中存在的铬酸盐腐蚀物,从而防止腐蚀。
二、不锈钢的优势1. 耐腐蚀性:不锈钢具有良好的耐腐蚀能力,其中不锈钢的耐腐蚀性比其它合金钢强,可以有效的防止恶劣的环境条件对金属物件施加的腐蚀,从而避免不可挽回的经济损失。
2. 耐磨损性:不锈钢具有较高的强度,兼具优异的韧性,在不被破坏的情况下可以承受更大的外力,具有非常好的耐磨损能力,使用寿命比其他合金钢长。
1、镍Ni:镍在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的晶体结构。
在不锈钢中增加镍的一个主要原因就是形成奥氏体晶体结构,从而改善诸如可塑性、可焊接性和韧性等不锈钢的属性,所以镍被称为奥氏体形成元素。
普通碳钢的晶体结构称为铁氧体,呈体心立方(BCC)结构,加入镍,促使晶体结构从体心立方(BCC) 结构转变为面心立方(FCC)结构,这种结构被称为奥氏体。
然而,镍并不是唯一具有此种性质的元素。
常见的奥氏体形成元素有:镍、碳、氮、锰、铜。
这些元素在形成奥氏体方面的相对重要性对于预测不锈钢的晶体结构具有重要意义。
目前,人们已经研究出很多公式来表述奥氏体形成元素的相对重要性,最著名的是下面的公式:奥氏体形成能力=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu%从这个等式可以看出:碳是一种较强的奥氏体形成元素,其形成奥氏体的能力是镍的30倍,但是它不能被添加到耐腐蚀的不锈钢中,因为在焊接后它会造成敏化腐蚀和随后的晶间腐蚀问题。
氮元素形成奥氏体的能力也是镍的30倍,但是它是气体,想要不造成多孔性的问题,只能在不锈钢中添加数量有限的氮。
添加锰和铜会造成炼钢过程中耐火生命减少和焊接的问题。
从镍等式中可以看出,添加锰对于形成奥氏体并不非常有效,但是添加锰可以使更多的氮溶解到不锈钢中,而氮正是一种非常强的奥氏体形成元素。
在200系列的不锈钢中,正是用足够的锰和氮来代替镍形成100%的奥氏体结构,镍的含量越低,所需要加入的锰和氮数量就越高。
例如在201型不锈钢中,只含有4.5%的镍,同时含有0.25%的氮。
由镍等式可知这些氮在形成奥氏体的能力上相当于7.5%的镍,所以同样可以形成100%奥氏体结构。
这也是200系列不锈钢的形成原理。
在有些不符合标准的200系列不锈钢中,由于不能加入足够数量的锰和氮,为了形成100%的奥氏体结构,人为的减少了铬的加入量,这必然导致了不锈钢抗腐蚀能力的下降。
在不锈钢中,有两种相反的力量同时作用:铁素体形成元素不断形成铁素体,奥氏体形成元素不断形成奥氏体。
不锈钢的材料成分
不锈钢是一种常用的金属材料,其主要成分为铁、铬、镍等元素的合金。
不同牌号的不锈钢有着不同的成分组成,但普遍含有以下主要元素:
1. 铬(Cr):铬是不锈钢的主要合金元素,其含量通常在10.5%以上,能够形成一层致密的氧化膜,防止钢铁表面进一步腐蚀。
2. 镍(Ni):镍是提高不锈钢耐腐蚀性和机械性能的重要合金元素之一,其含量通常在8%以上。
3. 碳(C):碳含量对于不锈钢抗腐蚀和强度有一定的影响,但不锈钢中的碳含量较低,通常不超过0.08%。
4. 锰(Mn):锰对于提高不锈钢的强度和硬度有一定作用,其含量通常在2%以下。
5. 硅(Si):硅含量对于不锈钢的成形性、耐磨性和韧性等具有一定影响,其含量在1.0-1.5%之间。
此外,不锈钢还可能含有钼、铜等元素,不同的牌号和用途需要不同的成分组成。
虽然不锈钢具有一定的耐腐蚀性,但在特殊环境下仍可能发生腐蚀,应选择合适的牌号和材料来满足具体的使用需求。
不锈钢主要组成元素不锈钢是一种具有耐腐蚀性能的合金材料,主要由铁(Fe)和铬(Cr)等主要组成元素和其他元素如镍(Ni)、钼(Mo)、锌(Zn)、锰(Mn)等一起组成。
不同类型的不锈钢具有不同的成分配比,以满足不同的应用需求。
以下是不锈钢主要组成元素的详细介绍:1.铁(Fe):不锈钢的主要基本元素,通过其提供的强度和磁性使得不锈钢具有很好的机械性能和加工性能。
2.铬(Cr):铬是不锈钢最主要的合金元素,其添加可以增加不锈钢的耐腐蚀性能。
当铬的含量达到一定程度时,可以形成一层致密的氧化铬膜,阻止氧气的进一步渗入,从而有效降低了钢材的腐蚀速度。
3.镍(Ni):镍的加入可以提高不锈钢的耐腐蚀性能,并且增强了不锈钢的塑性和延展性。
镍还能够提高不锈钢的强度和韧性。
4.钼(Mo):钼的加入主要是增强不锈钢的耐腐蚀性能,特别是在氯离子腐蚀介质中的耐蚀性。
钼还能够提高不锈钢的高温强度和耐热性能。
5.锌(Zn):锌的添加可以提高不锈钢的耐腐蚀性能,特别是在氧化性介质中的耐蚀性。
锌还能够提高不锈钢的强度和塑性。
6.锰(Mn):锰的加入可以提高不锈钢的强度和硬度,同时还能够改善不锈钢的加工性能和耐蚀性能。
除了以上主要组成元素外,不锈钢中还可能含有少量的其他元素,如硅(Si)、铝(Al)、磷(P)、硫(S)、碳(C)等。
这些元素的加入可以调节不锈钢的组织和性能,满足不同应用场合的需求。
综上所述,不锈钢的主要组成元素是铁和铬,也包括镍、钼、锌和锰等其他合金元素。
这些元素的添加和配比可以使得不锈钢具有优异的耐腐蚀性能、力学性能和加工性能,广泛应用于各个领域。
CR--钝化是由于阳极反应被避免氧化而激发金属与合金耐腐蚀性能的现象;组成金属与合金钝化的理论很多,首要有薄膜论、吸附论及电子列举论;碳是产业用钢的主要元素之一,钢的性能与组织在很大程度上决定于碳在钢中的含量及其分布的情势,在不锈钢中碳的影响特别较着;碳在不锈钢中对组织的影响主要暗示在两方面,一方面碳是不变奥氏体的元素,并且传染感动的程度很大约为镍的30倍,别的一方面由于碳和铬的亲和力很大,与铬构成—系列复杂的碳化物;所以,从强度与耐腐烛性能两方面来看,碳在不锈钢中的感化是彼此矛盾的;例如工业中最遍及的,也是最最少的不锈钢——0CR13~4CR13这五个钢号的标准含铬量规定为12~14%,就是把碳要与铬形成碳化铬的成分考虑进往此后才决意的,即在于使碳与铬连系成碳化铬今后,固溶体中的含铬量不致低于11.7%这一最低限度的含铬量;就这五个钢号来说由于含碳量不同,强度与耐腐蚀性能也是有辩白的,0CR13~2CR13钢的耐腐蚀性较好但强度低于3CR13和4CR13钢,多用于制造布局零件,后两个钢号由于含碳较高而可获得高的强度多用于制造弹簧、刀具等要求高强度及耐磨的零件;又如为了降服18-8铬镍不锈钢的晶间腐蚀,可以将钢的含碳量降至0.03%以下,或插手比铬和碳亲和力更大的元素钛或铌,使之不形成碳化铬,再如当高硬度与耐磨性成为主要要求时,我们可以在增加钢的含碳量的同时适本地进步含铬量,做到既满足硬度与耐磨性的要求,又兼顾—定的耐腐蚀功能,工业上用作轴承、量具与刃具有不锈钢9CR18和9CR17MOVCO钢,含碳量虽高达0.85~0.95%,由于它们的含铬量也响应地提高了,所以仍包管了耐腐蚀的要求;总的来说,今朝工业中获得利用的不锈钢的含碳量都是比较低的,大都不锈钢的含碳量在0.1~0.4%之间,耐酸钢则含碳0.1~0.2%的;含碳量大于0.4%的不锈钢仅占钢号总数的一小部分,这是由于在大多半使用条件下,不锈钢总是以耐腐蚀为主要目标;另外,较低的含碳量也是出于某些工艺上的要求,如易于焊接及冷变形等;镍是杰出的耐腐蚀材料,也是合金钢的主要合金化元素;镍在钢中是形成奥氏体的元素,但低碳镍钢要获得纯奥氏体组织,含镍量要达到24%;而只有含镍27%时才使钢在某些介质中的耐腐蚀性能明显改变;所以镍不克不及孤立构成不锈钢;可是镍与铬同时存在于不锈钢中时,含镍的不锈钢却具有很多珍贵的性能;基于上面的环境可知,镍作为合金元素在不锈钢中的作用,在于它使高铬钢的组织产生改变,从而使不锈钢的耐腐蚀性能及工艺性能获得某些改进;铬镍奥氏体钢的优点当然很多,但近几十年出处于镍基耐热合金与含镍20%以下的热强钢的大量成长与应用,和化学工业日趋成长对不锈钢的需要量愈来愈大,而镍的矿躲量较少且又集平漫衍在少数地区,是以活着界范围内闪现了镍在供和需方面的矛盾;所以在不锈钢与很多其他合金局限如大型铸锻件用钢、东西钢、热强钢等中,出格是镍的本钱对比窘蹙的国度,广泛地展开了节镍和以其他元素代镍的科学研究与生产实践,在这方面研究和应用对照多的是以锰和氮来代替不锈钢与耐热钢中的镍;锰对奥氏体的作用与镍近似;但说得确切一些,锰的作用不在于形成奥氏体,而是在于它降落钢的临界淬火速度,在冷却时增加奥氏体的不变性,抑制奥氏体的分化,使高温下形成的奥氏体得以保持到常温;在提高钢的耐腐蚀性能方面,锰的作用不大,如钢中的含锰量从0到10.4%改变,也不使钢在空气与酸中的耐腐蚀性能发生较着的改变;这是由于锰对提高铁基固溶体的电极电位的作用不大,形成的氧化膜的防护作用也很低,所以工业上虽有以锰合金化的奥氏体钢如40MN18CR4,50MN18CR4WN、ZGMN13钢等,但它们不能作为不锈钢使用;锰在钢中稳定奥氏体的作用约为镍的二分之一,即2%的氮在钢中的作用也是稳定奥氏体,并且作用的程度比镍还要大;例如,欲使含18%铬的钢在常温下获得奥氏体组织,以锰和氮代镍的低镍不锈钢与元镍的铬锰氮不诱钢,目前已在工业中获得应用,有的已成功地代替了经典的18-8铬镍不锈钢;以上主要的九种元素对不锈钢的性能和组织的影响,除这些元素对不锈钢性能与组织影响较大的元素以外,不锈钢中还含有一些其他的元素;有的是和一般钢一样为常存杂质元素,如硅、硫、磷等;也有的是为了某些特定的目的而插足的,如钴、硼、硒、稀土元素等;从不锈钢的耐腐蚀性能这一主要性质来说,这些元素相对已构和的九种元素,都是非主要方面的,固然如此,但也不能完全忽视,因为它们对不锈钢的性能与组织一样也发生影响;硅是形成铁素体的元素,在一般不锈钢中为常存杂质元素;钴作为合金元素在钢中应用未几,这是因为钴的代价高及其在其它方面如高速钢、硬质合金、钴基耐热合金、磁钢或硬磁合金等有着更重要的用处;在一般不锈钢中加钴作合金元素的也不多,常用不锈;9CRL7MOVCO钢含1.2-1.8%钴加钴,目的实在不在于提高耐腐蚀性能而在于提高硬度,因为这类不锈钢的主要用途是制造切片机械刃具、剪刀及手术刀片等;不锈钢中各元素作用如下:Cr:主要起到防腐蚀作用,一般来说含量越高耐腐蚀性越强,尤其是在氧化性介质中;钢铁中含铬达到12.5%时即为不锈钢;同时它是金相铁素体的主要元素;在耐热钢中铬也是不可缺少的金属元素;.V{;P9e+{_Ni:镍元素也具有防腐蚀作用,尤其在还原性介质中,在氧化性腐蚀性介质中与铬一起具有协同作用;同时它是金相奥实体的主要元素;在高温还原性介质中的耐热钢中也是重要的组成元素;Mn:锰和镍具有很多相似的地方,在一些不锈钢中锰可以完全代替镍;但锰有很多自己的特点,如提高材料的机械强度和中温性能;此外还有增加N的在金相中的溶解度作用;Ti:在不锈钢中钛仅仅起到调质作用;不锈钢的碳含量较高时,在焊接时容易引起铬偏析,即形成各的碳化物,是焊缝附近缺铬,降低了不锈钢的耐腐蚀性;为了降低上述现象的产生,一般在不锈钢中加入少量的钛或铌,钛优先于铬与碳结合;过去由于炼钢技术有限,一般采用加钛方法避免铬的偏析,现在主要通过降低碳含量来避免上述现象产生;q6o1}+{4z\'Mo:在不锈钢中起到耐氯化物腐蚀作用;在高等级不锈钢中都含有钼元素;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;硅能显着提高钢的弹性极限,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;_4 l.Ha'`;S1J%0X_2、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;3、6、铬Cr:在结构钢和工具钢中,铬能显着提高强度、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;&4B},J8K,z8dx5R4、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;$/v&s3_8N0i5、8、钼Mo:钼能使钢的晶粒细化,提高淬透性和热强性能,在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力长期在高温下受到应力,发生变形,称蠕变;结构钢中加入钼,能提高机械性能;还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性;在工具钢中可提高红性;6、9、钛Ti:钛是钢中强脱氧剂;它能使钢的内部组织致密,细化晶粒力;降低时效敏感性和冷脆性;改善焊接性能;在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛,可避免晶间腐蚀;7、10、钒V:钒是钢的优良脱氧剂;钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒,提高强度和韧性;钒与碳形成的碳化物,在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力;8、11、钨W:钨熔点高,比重大,是贵生的合金元素;钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性;在工具钢加钨,可显着提高红硬性和热强性,作切削工具及锻模具用;,cr7 cpLs3:9、q8p10、12、铌Nb:铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性,提高强度,但塑性和韧性有所下降;在普通低合金钢中加铌,可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力;铌可改善焊接性能;在奥氏体不锈钢中加铌,可防止晶间腐蚀现象;5E4 F/u:z'D&Jl11、13、钴Co:钴是稀有的贵重金属,多用于特殊钢和合金中,如热强钢和磁性材料;12、14、铜Cu:武钢用大冶矿石所炼的钢,往往含有铜;铜能提高强度和韧性,特别是大气腐蚀性能;缺点是在热加工时容易产生热脆,铜含量超过0.5%塑性显着降低;当铜含量小于0.50%对焊接性无影响;13、15、铝Al:铝是钢中常用的脱氧剂;钢中加入少量的铝,可细化晶粒,提高冲击韧性,如作深冲薄板的08Al钢;铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能,铝与铬、硅合用,可显着提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力;铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能;14、16、硼B:钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能,提高强度;15、17、氮N:氮能提高钢的强度,低温韧性和焊接性,增加时效敏感性;16、18、稀土Xt:稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素;这些元素都是金属,但他们的氧化物很象“土”,所以习惯上称稀土;钢中加入稀土,可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质,从而改善了钢的各种性能,如韧性、焊接性,冷加工性能;在犁铧钢中加入稀土,可提高耐磨性;0Cr18Ni92;Q'E2I5^d0Cr17Ni14Mo20Cr13$Q9 G`4_W8\+0Cr18Ni10Ti0Cr19Ni11Nb从中可以看出:-6r'L ^$|.SV0e&O1、Cr:防锈,不锈钢的主要组成;2、Ni:奥氏体的形成元素;镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力,在高温下有防锈和耐热能力,\7V$Fq$b5^3、Mo:耐酸腐蚀,在不锈钢中起到耐氯化物腐蚀作用;4、C:含量的高低与强度的高度有关,还有抗晶间腐蚀的能力成反比;:z:_3j3 G6x"e&t5、Ti、Nb:稳定化元素。
不锈钢的主要成分
不锈钢是一种既耐腐蚀又坚韧的金属合金,它既能够耐腐蚀,又能保持优异的强度和易切削性能。
它们被广泛应用于工业、航空、船舶和建筑行业,还被用于制造汽车零部件、医疗器械、及一般用品等。
不锈钢的主要成分有铬、锰和钴的合金,以及一些微量元素。
铬是不锈钢的主要成分之一,也是不锈钢的关键成分,它可以防止金属的腐蚀。
通常,铬的含量为10%~30%。
铬的主要作用是形成一层保护膜,来抵抗空气中的氧化物,抑制金属的腐蚀。
锰元素是不锈钢中另一个主要成分,它含量约为1%~3%,它可以抵抗蚀腐性气体,如氯气和硫化氢等,减少金属的腐蚀,同时可以改善不锈钢的冷变形性能。
另一个主要成分是钴,它含量约为1%~2%,它主要作用是增强不锈钢的可加工性和耐蚀性。
它也能抵抗高温环境的腐蚀,提高金属的抗冲击强度。
此外,不锈钢的微量元素有镍、钛、铝、硅等,这些元素可以促进铬形成保护膜,增强不锈钢的耐蚀性,减少金属的腐蚀,改善金属的力学性能。
因此,不锈钢的主要成分是铬、锰和钴的合金以及一些微量元素,这些元素都具有极好的耐腐蚀性,可以抵抗多种腐蚀性气体的侵蚀,增强金属的耐腐蚀性和力学性能,使其在金属加工行业应用得到广泛推广。
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304不锈钢各元素含量
304不锈钢的主要成分包括:
1、铬(Cr):约占18%~20%。
铬是不锈钢中的主要合金元素,可以使钢材表面形成一层致密的氧化铬膜,从而提高其耐腐蚀性能。
2、镍(Ni):约占8%~10.5%。
镍可以提高不锈钢的强度、延展性和耐腐蚀性。
3、锰(Mn):约占2%。
锰可以提高不锈钢的强度和硬度,同时还可以改善其加工性能。
4、硅(Si):约占1%。
硅可以提高不锈钢的强度和硬度,同时还可以降低其磁性。
5、磷(P)、硫(S):均小于0.045%。
这两种元素可以降低不锈钢的延展性和冷加工性能,因此在制造不锈钢时要尽量减少它们的含量。
不锈钢所含各元素的作用目前已知的化学元素有100多种,在工业中常用的钢铁材料中可以遇到的化学元素约二十多种。
对于人们在与腐蚀现象作长期斗争的实践而形成的不锈钢这一特殊钢系列来说,最常用的元素有十几种,除了组成钢的基本元素铁以外,对不锈钢的性能与组织影响最大的元素是:碳、铬、镍、锰、硅、钼、钛、铌、钛、锰、氮、铜、钴等。
这些元素中除碳、硅、氮以外,都是化学元素周期表中位于过渡族的元素。
实际上工业上应用的不锈钢都是同时存在几种以至十几种元素的,当几种元素共存于不锈钢这一个统一体中时,它们的影响要比单独存在时复杂得多,因为在这种情况下不仅要考虑各元素自身的作用,而且要注意它们互相之间的影响,因此不锈钢的组织决定于各种元素影响的总和。
1).各种元素对不锈钢的性能和组织的影响和作用1-1.铬在不锈钢中的决定作用:决定不锈钢性属的元素只有一种,这就是铬,每种不锈钢都含有一定数量的铬。
迄今为止,还没有不含铬的不锈钢。
铬之所以成为决定不锈钢性能的主要元素,根本的原因是向钢中添加铬作为合金元素以后,促使其内部的矛盾运动向有利于抵抗腐蚀破坏的方面发展。
这种变化可以从以下方面得到说明:①铬使铁基固溶体的电极电位提高②铬吸收铁的电子使铁钝化钝化是由于阳极反应被阻止而引起金属与合金耐腐蚀性能被提高的现象。
构成金属与合金钝化的理论很多,主要有薄膜论、吸附论及电子排列论。
1-2. 碳在不锈钢中的两重性碳是工业用钢的主要元素之一,钢的性能与组织在很大程度上决定于碳在钢中的含量及其分布的形式,在不锈钢中碳的影响尤为显著。
碳在不锈钢中对组织的影响主要表现在两方面,一方面碳是稳定奥氏体的元素,并且作用的程度很大(约为镍的30倍),另一方面由于碳和铬的亲和力很大,与铬形成—系列复杂的碳化物。
所以,从强度与耐腐烛性能两方面来看,碳在不锈钢中的作用是互相矛盾的。
认识了这一影响的规律,我们就可以从不同的使用要求出发,选择不同含碳量的不锈钢。
304 不锈钢的化学成分304不锈钢是一种常用的不锈钢材料,其化学成分对其性能和用途起着重要的影响。
下面将从不锈钢的主要元素、化学成分和其作用等方面进行介绍。
1. 铁(Fe):铁是304不锈钢的主要成分,占总质量的大部分。
铁是不锈钢的基础,赋予不锈钢良好的强度和韧性。
2. 碳(C):碳是不锈钢的重要合金元素之一,它可以提高不锈钢的硬度和强度。
304不锈钢中的碳含量一般控制在0.08%以下,以保证不锈钢的耐腐蚀性能。
3. 硅(Si):硅是不锈钢中的合金元素之一,它可以提高不锈钢的耐腐蚀性和耐高温性能。
硅的含量一般控制在1.0%以下。
4. 锰(Mn):锰是不锈钢中的常见合金元素之一,它可以提高不锈钢的强度和硬度,并改善其冷加工性能。
锰的含量一般控制在 2.0%以下。
5. 磷(P):磷是不锈钢中的杂质元素,它会降低不锈钢的耐腐蚀性能。
因此,在304不锈钢中,磷的含量要控制在0.045%以下。
6. 硫(S):硫是不锈钢中的杂质元素,它会影响不锈钢的加工性能和耐腐蚀性能。
在304不锈钢中,硫的含量要控制在0.03%以下。
7. 镍(Ni):镍是不锈钢中的重要合金元素,它可以提高不锈钢的耐腐蚀性能和力学性能。
304不锈钢中的镍含量一般在8-10.5%之间。
8. 铬(Cr):铬是不锈钢中最重要的合金元素,它可以形成一层致密的氧化物膜,防止氧、水和其他腐蚀介质的侵蚀。
304不锈钢中的铬含量一般在18-20%之间。
9. 钼(Mo):钼是不锈钢中的合金元素,它可以提高不锈钢的耐腐蚀性能和耐高温性能。
304不锈钢中一般含有0.8%以下的钼。
10. 铁氧化物(Fe2O3):铁氧化物是不锈钢中的主要氧化物,它可以形成一层致密的氧化膜,防止不锈钢的进一步腐蚀。
11. 氮(N):氮是不锈钢中的合金元素之一,它可以提高不锈钢的强度和硬度,同时还可以改善不锈钢的耐腐蚀性能。
304不锈钢的化学成分包括铁、碳、硅、锰、磷、硫、镍、铬、钼等元素。
不锈钢原材料不锈钢是一种合金材料,由铁、铬、镍等元素组成。
不锈钢具有抗腐蚀、耐高温、耐磨损、美观等优点,因此在工业、建筑、制造业等领域广泛应用。
不锈钢的主要原材料是铁。
铁是地壳中含量最丰富的金属之一,占地壳总质量的5%,是制造不锈钢的基础。
铁矿石是从地下矿脉中开采出来的,经过破碎、磨矿等工序得到粗铁矿,然后再经过熔炼、炉炭还原等工艺进行提炼,最终得到纯净的铁。
不锈钢的另一个重要成分是铬。
铬是一种化学元素,可以提高铁的抗腐蚀性能。
铬一般以铬铁合金的形式加入不锈钢中,通过熔炼、合金化等工艺将铬和铁进行合成。
铬铁合金在高温下能够稳定存在,能够形成一层致密的氧化铬层,防止空气中的氧气和水分侵蚀金属表面,从而起到抗腐蚀的作用。
此外,不锈钢中还含有少量的镍、锰、钼等元素。
镍能够提高不锈钢的韧性和强度,增加抗腐蚀性能;锰能够提高不锈钢的硬度和轧制性能;钼能够提高不锈钢的耐高温性能。
在制造不锈钢过程中,除了原材料的选择外,还需要进行冶炼、铸造、轧制、退火等一系列的加工工艺。
在冶炼过程中,根据不同的合金成分需要,将不同比例的铁、铬、镍等元素加入熔炉中,熔炼成液态的合金。
然后将熔炼的合金进行铸造,形成板材、棒材、管材等不锈钢产品。
随后,通过轧制、拉伸、拉拔等加工工艺,将不锈钢材料加工成所需的形状和尺寸。
最后,还需要进行退火等热处理工序,以消除内部应力,提高不锈钢的性能。
总的来说,不锈钢的原材料主要是铁、铬、镍等元素,通过冶炼、铸造、轧制、退火等工艺加工而成。
这些原材料和工艺的选择和控制直接影响着不锈钢的性能和品质。
不锈钢凭借其耐腐蚀、耐高温、美观等特性,在各个领域得到了广泛的应用。
不锈钢304主要成分不锈钢304是一种常用的不锈钢材料,其主要成分包括铁、铬、镍和少量的碳、锰、硅等元素。
下面将详细介绍不锈钢304的主要成分及其特点。
1. 铁(Fe):不锈钢304的主要成分是铁,其含量通常在50-70%之间。
铁是不锈钢的基础元素,为不锈钢提供了良好的强度和韧性。
2. 铬(Cr):铬是不锈钢304的关键成分,其含量通常在17-20%之间。
铬能够与氧气发生反应,形成一层致密的氧化铬膜,防止不锈钢表面进一步被氧化,从而达到抗腐蚀的效果。
3. 镍(Ni):镍是不锈钢304的另一个重要成分,其含量通常在8-10%之间。
镍能够提高不锈钢的耐腐蚀性,增加其抗酸性和耐碱性。
4. 碳(C):碳是不锈钢304中的重要元素,其含量约为0.08%。
适量的碳可以提高不锈钢的硬度和强度,但过高的碳含量会降低不锈钢的耐腐蚀性。
5. 锰(Mn):锰是不锈钢304中的微量元素,其含量约为2%。
锰能够提高不锈钢的强度和硬度,并改善其加工性能。
6. 硅(Si):硅是不锈钢304中的微量元素,其含量约为1%。
硅能够提高不锈钢的强度和耐腐蚀性,并改善其耐高温性能。
不锈钢304具有以下特点:1. 良好的耐腐蚀性:由于含有高比例的铬和镍,不锈钢304具有优异的耐腐蚀性,能够抵抗大部分化学介质的侵蚀,适用于各种腐蚀性环境。
2. 优异的机械性能:不锈钢304具有较高的强度和韧性,能够在低温和高温条件下保持良好的机械性能。
3. 良好的加工性能:不锈钢304具有良好的可塑性和可焊性,可以通过冷加工和热加工等方式进行加工成型,适用于各种复杂形状的制造工艺。
4. 美观耐用:不锈钢304具有亮丽的表面光泽,不易生锈和褪色,能够长时间保持美观耐用。
不锈钢304的主要成分为铁、铬、镍和少量的碳、锰、硅等元素。
其具有优异的耐腐蚀性、良好的机械性能、良好的加工性能和美观耐用等特点,广泛应用于建筑、化工、制药、食品加工等领域。
不锈钢中镍和铬的作用不锈钢中镍和铬的作用一、镍的作用镍是不锈钢中的主要合金元素之一,它具有以下几个重要的作用:1. 提高不锈钢的耐腐蚀性能。
镍能够与石墨烯结合形成一种致密的氧化膜,能有效防止氧气和其他腐蚀性介质侵蚀金属表面,从而提高不锈钢的抗腐蚀性能。
2. 增强不锈钢的力学性能。
镍与铁形成的固溶体能够提高钢的强度和硬度,使不锈钢具有更好的抗拉强度和塑性,提高不锈钢的机械性能。
3. 改善不锈钢的热稳定性。
不锈钢中含有适量的镍能够提高钢的热稳定性,使其在高温环境下不易发生变形和熔化,从而保证材料的稳定性和可靠性。
4. 提高不锈钢的耐磨性。
镍能够与铁形成的固溶体表面硬化,提高不锈钢的硬度和耐磨性,使其在摩擦和磨损条件下具有更好的耐用性。
二、铬的作用铬是不锈钢中的另一个重要合金元素,它发挥着以下几个关键的作用:1. 增加不锈钢的耐腐蚀性能。
铬能够与氧气结合形成一层致密的铬氧化膜,能有效防止钢铁基体与外界介质的接触,从而防止了钢铁基体的氧化反应,保护不锈钢免受腐蚀。
2. 提高不锈钢的强度和硬度。
铬与铁形成的固溶体能够增加钢的强度和硬度,使得不锈钢具有更好的抗拉强度和耐磨性,提高不锈钢的使用寿命。
3. 改善不锈钢的可焊性和加工性能。
铬可以降低不锈钢的热膨胀系数和热导率,改善了不锈钢的可焊性和热加工性能,使其更适合进行各种加工和焊接操作。
4. 增加不锈钢的耐高温性能。
铬可以形成一种稳定的氧化层,使得不锈钢在高温环境下仍然能够保持优良的耐腐蚀性能和强度,具有更好的热稳定性和耐久性。
总结:不锈钢中的镍和铬在提高不锈钢的耐腐蚀性能、力学性能、热稳定性和耐磨性方面发挥着重要作用。
镍的存在能够形成稳定的氧化膜,提高不锈钢的抗腐蚀能力;铬的存在能够形成致密的铬氧化膜,防止不锈钢的钢铁基体被氧化腐蚀。
同时,镍和铬的加入还能够提高不锈钢的机械性能、热稳定性和耐久性。
因此,在不锈钢的生产和应用中,充分利用镍和铬的作用能够提高不锈钢的质量和性能,将其广泛应用于各个领域。
不锈钢是什么材料不锈钢是一种合金材料,主要成分为铁、铬、镍和其他合金元素。
不锈钢以其优良的耐腐蚀性、强度高、美观等特性而被广泛应用于各个领域。
不锈钢的主要成分是铁(Fe),通常含量约为50-70%。
铁是一种常见的金属元素,具有高强度和韧性,使得不锈钢具备较高的机械性能。
同时,铁也是不锈钢的主要载体,通过合金化可以增强不锈钢的耐腐蚀性和其他性能。
铬(Cr)是不锈钢中的关键合金元素,一般含量约为10-30%。
铬在不锈钢中的作用主要是形成一层致密的氧化铬膜,阻止氧气、水和其他腐蚀介质进一步侵蚀不锈钢表面,从而达到耐腐蚀的目的。
高铬不锈钢具有更好的耐腐蚀性能,可以适用于更恶劣的环境条件。
镍(Ni)是不锈钢中的另一个重要合金元素,一般含量约为8-10%。
镍能够提高不锈钢的抗拉强度和韧性,使其具备较好的加工性能。
同时,镍还能够提高不锈钢的耐腐蚀性能,特别是在酸性环境中。
除了铁、铬和镍,不锈钢还包含其他合金元素,如钼、钛、铝等。
这些合金元素能够进一步改善不锈钢的耐腐蚀性、强度和耐高温性能。
根据不同的合金元素含量和配比,可以制备出各种不锈钢材料,以满足不同领域的需求。
不锈钢具有许多优点,使其成为广泛应用的材料。
首先,不锈钢具备良好的耐腐蚀性,可以在潮湿、酸性和碱性等有害环境下长时间使用。
其次,不锈钢强度高、韧性好,适合用于制作各种机械零件和结构件。
此外,不锈钢表面光滑、美观,易于清洁和保养。
最后,不锈钢具备良好的可再生性,可以回收再利用,符合环保要求。
总的来说,不锈钢是一种重要的合金材料,具备出色的耐腐蚀性、强度高、美观等特点。
它在建筑、航空航天、化工、食品加工、医疗器械等领域中有广泛的应用,对促进经济和社会发展具有重要作用。
不锈钢的分类以及用途不锈钢是一类具有耐腐蚀性能的铁合金,主要由铁、铬、镍等元素组成。
由于其良好的耐腐蚀性和高温强度,不锈钢被广泛应用于各个领域。
下面将详细介绍不锈钢的分类以及主要用途。
一、不锈钢的分类:根据成分和特性的不同,不锈钢可以分为许多种类,其中常见的有以下几种:1.铁素体不锈钢:主要由铁和铬组成,如1Cr13、2Cr13等,具有强度高、耐腐蚀性好的特点,常用于制作刀具、机械零件等。
2.铁素体-奥氏体不锈钢:主要由铁、铬、镍三种元素组成,如304、316等,具有良好的耐腐蚀性和良好的加工性能,常用于制作化工设备、医疗器械等。
3.铁素体-马氏体不锈钢:主要由铁、铬、镍等元素和少量的碳组成,如410、420等,具有较高的硬度和耐磨性,常用于制作刀具、弹簧等。
4.奥氏体-铁素体不锈钢:主要由铁、铬、镍等元素组成,如2205等,具有良好的耐腐蚀性和高强度,常用于化工、海洋工程等领域。
5.马氏体不锈钢:主要由铁、铬、钾、氮等元素组成,如17-7PH等,具有良好的弹性和耐腐蚀性,常用于制作弹簧、电子元器件等。
二、不锈钢的用途:由于不锈钢具有耐腐蚀性、高强度和良好的加工性能,因此在各个领域都有广泛的应用,主要用途如下:1.建筑和装饰:不锈钢具有光亮的表面和现代感,常被用于建筑物的外墙、室内装饰等,如不锈钢墙面、梯子、扶手等。
2.厨房和家用电器:不锈钢具有良好的耐高温性和卫生性,被广泛应用于厨房用具(如锅具、餐具等)和家电(如冰箱、洗衣机等)制造。
3.化工和医疗设备:不锈钢能够耐受各种腐蚀介质,因此在化工设备(如储罐、管道等)和医疗器械制造中得到广泛应用。
4.船舶和海洋工程:由于不锈钢具有良好的耐腐蚀性和强度,常用于制作船舶的推进装置、船体和海洋平台等。
5.汽车和交通工具:不锈钢的优异性能使其成为汽车制造中的重要材料,常用于制作排气管、车身部件等。
6.化妆品和食品加工:不锈钢具有卫生性和耐腐蚀性,常被应用于化妆品和食品加工行业中的容器和设备。
不锈钢中各元素的作用不锈钢是一种合金材料,由铁、铬、镍等多种元素组成。
不锈钢具有耐腐蚀、高强度、耐高温等特点,被广泛应用于建筑、化工、食品加工、医疗器械等领域。
不同元素在不锈钢中起到不同的作用,下面是各元素的说明:1.铁(Fe):铁是不锈钢的主要组成元素,能够给不锈钢提供较高的强度和硬度。
铁具有良好的可塑性和韧性,可以通过热处理来改变不锈钢的力学性能。
2.铬(Cr):铬是不锈钢中最重要的合金元素之一,能够赋予不锈钢良好的耐腐蚀性。
当不锈钢中的铬含量达到一定比例时,铬与氧气结合形成一层均匀致密的氧化铬膜,能够阻止氧气进一步渗透,从而起到防腐蚀的作用。
3.镍(Ni):镍是不锈钢中的合金元素之一,常用于提高不锈钢的耐腐蚀性和强度。
镍能够与铁发生固溶,稳定不锈钢的晶格结构,从而提高其抗腐蚀性能,镍还能够提高不锈钢的塑性和可焊性。
4.锰(Mn):锰是不锈钢中的合金元素之一,具有抑制氧化物和杂质的作用。
锰的添加可以提高不锈钢的韧性和可塑性,从而增加其加工性能。
5.钼(Mo):钼是不锈钢中的合金元素之一,能够显著提高不锈钢的抗腐蚀性。
钼与铁形成稳定的化合物和固溶体,能够有效抑制腐蚀介质的侵蚀,尤其对于耐蚀介质如硫酸和盐酸等有良好的防护作用。
6.碳(C):碳是不锈钢的重要合金元素,能够提高不锈钢的强度和硬度。
碳与铁形成固溶体,可以通过控制碳的含量来控制不锈钢的硬度。
碳的添加还可以提高不锈钢的可焊性和热处理性能。
7.钛(Ti):钛是一种强碱性非金属元素,能够显著提高不锈钢的强度和硬度。
钛与铁形成固溶体,可以稳定晶格结构,增加不锈钢的强度和耐腐蚀性。
总之,不同元素在不锈钢中具有不同的作用,通过合理地控制元素的含量和配比,可以调控不锈钢的力学性能、耐腐蚀性能和加工性能,满足不同场合对不锈钢的要求。
304不锈钢元素
304不锈钢是一种常见的不锈钢,它主要由以下几种元素组成:1.铬(Cr):含量约为18-20%,是不锈钢的主要合金元素。
铬
会与氧气反应形成氧化物层,称为钝化层,能够对钢材表面进行保护,防止氧气进一步腐蚀金属。
2.镍(Ni):含量约为8-10.5%,能够提高不锈钢的耐腐蚀性和
耐高温性。
镍还能使不锈钢具有良好的可塑性和延展性。
3.锰(Mn):含量约为2%,是一种强化元素,能够增加不锈
钢的强度和硬度。
4.碳(C):含量约为0.08%,控制碳含量可以调节不锈钢的硬
度和强度。
5.硅(Si):含量约为0.75%,可以提高不锈钢的强度、耐磨性
和抗氧化性。
除了以上主要元素外,304不锈钢还可能含有少量的磷(P)、硫(S)和其他微量元素,如钼(Mo)、铜(Cu)等,根据不同厂家和应用领域的要求有所不同。
这些元素的组合使得304不锈钢具有良好的耐腐蚀性、强度和焊接性能,被广泛应用于许多领域,如食品加工设备、化工设备、制药设备、建筑材料等。
CR--钝化是由于阳极反应被避免氧化而激发金属与合金耐腐蚀性能的现象。
组成金属与合金钝化的理论很多,首要有薄膜论、吸附论及电子列举论。
碳是产业用钢的主要元素之一,钢的性能与组织在很大程度上决定于碳在钢中的含量及其分布的情势,在不锈钢中碳的影响特别较着。
碳在不锈钢中对组织的影响主要暗示在两方面,一方面碳是不变奥氏体的元素,并且传染感动的程度很大(约为镍的30倍),别的一方面由于碳和铬的亲和力很大,与铬构成—系列复杂的碳化物。
所以,从强度与耐腐烛性能两方面来看,碳在不锈钢中的感化是彼此矛盾的。
例如工业中最遍及的,也是最最少的不锈钢——0CRL3~4CR13这五个钢号的标准含铬量规定为12~14%,就是把碳要与铬形成碳化铬的成分考虑进往此后才决意的,即在于使碳与铬连系成碳化铬今后,固溶体中的含铬量不致低于11.7%这一最低限度的含铬量。
就这五个钢号来说由于含碳量不同,强度与耐腐蚀性能也是有辩白的,0CR13~2CRL3钢的耐腐蚀性较好但强度低于3CRL3和4CR13钢,多用于制造布局零件,后两个钢号由于含碳较高而可获得高的强度多用于制造弹簧、刀具等要求高强度及耐磨的零件。
又如为了降服18-8铬镍不锈钢的晶间腐蚀,可以将钢的含碳量降至0.03%以下,或插手比铬和碳亲和力更大的元素(钛或铌),使之不形成碳化铬,再如当高硬度与耐磨性成为主要要求时,我们可以在增加钢的含碳量的同时适本地进步含铬量,做到既满足硬度与耐磨性的要求,又兼顾—定的耐腐蚀功能,工业上用作轴承、量具与刃具有不锈钢9CR18和9CR17MOVCO钢,含碳量虽高达0.85~0.95%,由于它们的含铬量也响应地提高了,所以仍包管了耐腐蚀的要求。
总的来说,今朝工业中获得利用的不锈钢的含碳量都是比较低的,大都不锈钢的含碳量在0.1~0.4%之间,耐酸钢则含碳0.1~0.2%的。
含碳量大于0.4%的不锈钢仅占钢号总数的一小部分,这是由于在大多半使用条件下,不锈钢总是以耐腐蚀为主要目标。
另外,较低的含碳量也是出于某些工艺上的要求,如易于焊接及冷变形等。
镍是杰出的耐腐蚀材料,也是合金钢的主要合金化元素。
镍在钢中是形成奥氏体的元素,但低碳镍钢要获得纯奥氏体组织,含镍量要达到24%;而只有含镍27%时才使钢在某些介质中的耐腐蚀性能明显改变。
所以镍不克不及孤立构成不锈钢。
可是镍与铬同时存在于不锈钢中时,含镍的不锈钢却具有很多珍贵的性能。
基于上面的环境可知,镍作为合金元素在不锈钢中的作用,在于它使高铬钢的组织产生改变,从而使不锈钢的耐腐蚀性能及工艺性能获得某些改进。
铬镍奥氏体钢的优点当然很多,但近几十年出处于镍基耐热合金与含镍20%以下的热强钢的大量成长与应用,和化学工业日趋成长对不锈钢的需要量愈来愈大,而镍的矿躲量较少且又集平漫衍在少数地区,是以活着界范围内闪现了镍在供和需方面的矛盾。
所以在不锈钢与很多其他合金局限(如大型铸锻件用钢、东西钢、热强钢等)中,出格是镍的本钱对比窘蹙的国度,广泛地展开了节镍和以其他元素代镍的科学研究与生产实践,在这方面研究和应用对照多的是以锰和氮来代替不锈钢与耐热钢中的镍。
锰对奥氏体的作用与镍近似。
但说得确切一些,锰的作用不在于形成奥氏体,而是在于它降落钢的临界淬火速度,在冷却时增加奥氏体的不变性,抑制奥氏体的分化,使高温下形成的奥氏体得以保持到常温。
在提高钢的耐腐蚀性能方面,锰的作用不大,如钢中的含锰量从0到10.4%改变,也不使钢在空气与酸中的耐腐蚀性能发生较着的改变。
这是由于锰对提高铁基固溶体的电极电位的作用不大,形成的氧化膜的防护作用也很低,所以工业上虽有以锰合金化的奥氏体钢(如40MN18CR4,50MN18CR4WN、ZGMN13钢等),但它们不能作为不锈钢使用。
锰在钢中稳定奥氏体的作用约为镍的二分之一,即2%的氮在钢中的作用也是稳定奥氏体,并且作用的程度比镍还要大。
例如,欲使含18%铬的钢在常温下获得奥氏体组织,以锰和氮代镍的低镍不锈钢与元镍的铬锰氮不诱钢,目前已在工业中获得应用,有的已成功地代替了经典的18-8铬镍不锈钢。
以上主要的九种元素对不锈钢的性能和组织的影响,除这些元素对不锈钢性能与组织影响较大的元素以外,不锈钢中还含有一些其他的元素。
有的是和一般钢一样为常存杂质元素,如硅、硫、磷等。
也有的是为了某些特定的目的而插足的,如钴、硼、硒、稀土元素等。
从不锈钢的耐腐蚀性能这一主要性质来说,这些元素相对已构和的九种元素,都是非主要方面的,固然如此,但也不能完全忽视,因为它们对不锈钢的性能与组织一样也发生影响。
硅是形成铁素体的元素,在一般不锈钢中为常存杂质元素。
钴作为合金元素在钢中应用未几,这是因为钴的代价高及其在其它方面(如高速钢、硬质合金、钴基耐热合金、磁钢或硬磁合金等)有着更重要的用处。
在一般不锈钢中加钴作合金元素的也不多,常用不锈。
9CRL7MOVCO 钢(含1.2-1.8%钴)加钴,目的实在不在于提高耐腐蚀性能而在于提高硬度,因为这类不锈钢的主要用途是制造切片机械刃具、剪刀及手术刀片等。
不锈钢中各元素作用如下:Cr:主要起到防腐蚀作用,一般来说含量越高耐腐蚀性越强,尤其是在氧化性介质中。
钢铁中含铬达到12.5%时即为不锈钢。
同时它是金相铁素体的主要元素。
在耐热钢中铬也是不可缺少的金属元素。
Ni:镍元素也具有防腐蚀作用,尤其在还原性介质中,在氧化性腐蚀性介质中与铬一起具有协同作用。
同时它是金相奥实体的主要元素。
在高温还原性介质中的耐热钢中也是重要的组成元素。
Mn:锰和镍具有很多相似的地方,在一些不锈钢中锰可以完全代替镍。
但锰有很多自己的特点,如提高材料的机械强度和中温性能。
此外还有增加N的在金相中的溶解度作用。
Ti:在不锈钢中钛仅仅起到调质作用。
不锈钢的碳含量较高时,在焊接时容易引起铬偏析,即形成各的碳化物,是焊缝附近缺铬,降低了不锈钢的耐腐蚀性。
为了降低上述现象的产生,一般在不锈钢中加入少量的钛或铌,钛优先于铬与碳结合。
过去由于炼钢技术有限,一般采用加钛方法避免铬的偏析,现在主要通过降低碳含量来避免上述现象产生。
* q6 o1 }+ {4 z) \' Mo:在不锈钢中起到耐氯化物腐蚀作用。
在高等级不锈钢中都含有钼元素。
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 p. p3 M4 g; ~6 S8 n: Q. d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。
Y17、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。