36材料工程/2009年增刊1Al元素对310S耐热钢组织和力学性能的影响研究EffectofAluminumonMicrostructureandMechanicalPropertiesof310SSteel喇培清,刘闪光(兰州理工大学有色金属新材料国家重点室,兰州730050)LAPei qing,LIUShan guang(StateKeyLaboratoryofGansuAdvancedNon ferrousMetalMaterials,LanzhouUniversityofTechnology,Lanzhou730050,China)摘要:通过WS 4非自耗真空电弧炉熔炼制备了加Al2%~10%(质量分数)的耐热钢310S(Cr25Ni20),用光学金相显微镜观察了金相组织,用EPMA 1600电子探针分析了组织中各元素的分布,结合D8ADVANCE型X射线衍射确定了合金中的相组成,并进行了室温压缩和硬度力学性能试验。
结果表明,随着铝含量增加,碳化物由连续条状转变为质点状;Al元素固溶于基体中,基体相为相;当Al含量大于6%时,基体相为相,合金脆性大幅提高,合金由塑性材料转变为脆性材料。
关键词:310S耐热钢;Al元素;显微组织;力学性能中图分类号:TG142 73 文献标识码:A 文章编号:1001 4381(2009)Suppl1 0036 05 Abstract:310Sbasedsteelswith2% 10%AlwerepreparedbytheWS 4non consumptionofvacuumarcfurnace Themicrostructureofthealloyswasinvestigatedbyopticalmicroscope Distributionofelementsinthesteelswasanalyzedbyelectronprobemicroanalyzer(EPMA 1600) PhasesofthesteelswereexaminedbyX raydiffraction Andthecompressionandhardnessofthesteelsatroomtemperatureweretested Theresultsshowedthatphaseofthesteelstransformedfrom Feto TheinterconnectedchromiumcarbidetransformedtoisolatedplateswithAlcontentincreasin g TheAlel ementdissolvedinthematrixphasesWhentheAlcontentwasmorethan6%,andthealloystran foredplasticmaterialstobrittlematerialsKeywords:310S;aluminumelement;microstructure;mechanicalproperties 耐热不锈钢310S(0Cr25Ni20)是高铬镍奥氏体不锈钢,在氧化介质中具有优良的耐蚀性,同时具有良好的高温力学性能,因此它既可以用于耐蚀部件又可以用于高温部件[1]。
各种合金元素对钢性能的影响各种合金元素对钢性能的影响1、Al（1）Al当钢中其含量小于3～5%时，是一有益的元素。
其作用是：高的抗氧化性和电阻。
①作为强烈脱氧剂加进的Al，可生成高度细碎的、超显微的氧化物，分散于钢体积中。
因而可阻止钢加热时的晶粒长大（含Al＜10%，在加热＜1200℃才有细化作用，否则其作用甚小）和改善钢的淬透性。
所以这些氧化物成为结晶的中心，而在钢冷却时又对A体分解起促进作用。
作为合金元素，有助于钢的氮化，因而可提高钢的热稳定性。
所以AlN本身在加热时具有高稳定性，①与②都有利于减弱钢的过热倾向。
③可改善钢的抗氧化性，考虑②和③，④能提高钢的电阻，与Cr共同用于制造高电阻铬铝合金：如Cr13Al4、1Cr17Al5、1Cr25Al5。
Al使电阻增高的程度比Cr还高的多。
在Cr钢中加Al，会粗晶易脆，所以其量一般不超过5%，个别才有8～9%。
⑤对硅钢而言，Al可减少α铁心损失，降低磁感强度，与氧结合可减弱磁时效现象，但Al的氧化物会使磁性变坏。
Al（＞0.5%）也会使硅钢变脆。
（2）Al的不良影响①促进钢的石墨化，减少合金相中的碳溶浓度，所以硬度、强度降低。
②加速脱碳当Al含量增加至3～5%时，8～9%将会大大地促进钢锭的柱状结晶过程。
因此而大大增加钢的机械热加工的困难，也使钢极易脱碳。
（其热加工之所以困难是因为该合金钢锭具有粗晶结构，且其晶体的解理极弱，所以导热性低，加热时容易出现大的温度差而锻裂，甚至钢锭的去皮加工都会使其晶界氧化而破坏。
此外，它在800℃以上的高温长时间停置也极易变脆。
一般合金钢中含Al量：合金结构钢：Al=0.4～1.1% (38CrAlA、38CrMoAlA、38CrWVAlA等)耐热不起皮钢：Al=1.1～4.5% (Cr13SiAl、Cr24Al2Si、Cr17Al4Si等)电热合金：Al=3.5～6.5% (Cr13Al4、1Cr17Al5、Cr8Al5、0Cr17Al5等)甚至Al=8% Cr7Al7：考虑电热合金受荷不大，虽有脆性，仍可使用。
3104铝化学成分（原创版）目录一、引言二、3104 铝的化学成分1.硅2.铁3.铜4.镁5.锌6.锰三、3104 铝的特性1.高强度2.良好的耐蚀性3.优良的焊接性能四、结论正文【引言】3104 铝是一种高强度、良好的耐蚀性和优良的焊接性能的铝合金材料，广泛应用于建筑装饰、交通运输、电子通信等领域。
了解 3104 铝的化学成分对于我们选择合适的铝合金材料具有重要的参考意义。
【3104 铝的化学成分】3104 铝的化学成分主要包括硅、铁、铜、镁、锌、锰等元素。
1.硅：硅是 3104 铝中的主要合金元素，能够显著提高铝合金的强度，一般含量在 0.4%-0.6%。
2.铁：铁作为辅助合金元素，能够提高铝合金的强度和硬度，一般含量在 0.2%-0.5%。
3.铜：铜可以提高铝合金的强度和耐蚀性，对铝合金的焊接性能也有一定的改善作用，一般含量在 0.1%-0.3%。
4.镁：镁可以提高铝合金的强度和硬度，但过量的镁会导致铝合金的耐蚀性下降，一般含量在 0.1%-0.6%。
5.锌：锌能够提高铝合金的强度，但对铝合金的耐蚀性有一定的负面影响，一般含量在 0.1%-0.6%。
6.锰：锰对铝合金的强度和硬度有一定的提高作用，同时能够改善铝合金的耐蚀性，一般含量在 0.1%-0.5%。
【3104 铝的特性】3104 铝具有以下特性：1.高强度：3104 铝的硅含量较高，能够显著提高铝合金的强度，满足不同场合的使用需求。
2.良好的耐蚀性：3104 铝的铜、锌、锰等合金元素能够提高铝合金的耐蚀性，使其在各种环境中保持较长的使用寿命。
3.优良的焊接性能：3104 铝的硅、铜、锌等元素对铝合金的焊接性能有一定的改善作用，方便在工程中的应用。
【结论】3104 铝以其高强度、良好的耐蚀性和优良的焊接性能在众多铝合金材料中脱颖而出，广泛应用于各个领域。
