鋼板：合金元素對鋼的機械性能的影響

提高鋼的強度是加入合金元素的主要目的之一。欲提高強度, 就要設法增大位錯運動的阻力。金屬中的強化機制主要有固溶強化、位錯強化、細晶強化、第二相(沉淀和彌散)強化。合金元素的強化作用, 正是利用了這些強化機制。

5. 熱處理和組織性能

合金調質鋼的終熱處理是淬火加高溫回火(調質處理)。合金調質鋼淬透性較高，一般都用油，淬透性特別大時甚至可以空冷，這能減少熱處理缺陷。

合金調質鋼的終性能決定于回火溫度。一般采用500℃-650℃回火。通過選擇回火溫度，可以獲得所要求的性能。為防止第二類回火脆性，回火后快冷(水冷或油冷)，有利于韌性的提高。

鋼板2. 合金元素對過冷奧氏體分解轉變的影響

除Co外, 幾乎所有合金元素都增大過冷奧氏體的穩(wěn)定性, 推遲珠光體類型組織的轉變, 使C曲線右移, 即提高鋼的淬透性。常用提高淬透性的元素有:Mo、Mn、Cr、Ni、Si、B等。必須指出, 加入的合金元素, 只有完全溶于奧氏體時, 才能提高淬透性。如果未完全溶解, 則碳化物會成為珠光體的核心, 反而降低鋼的淬透性。另外, 兩種或多種合金元素的同時加入(如, 鉻錳鋼、鉻鎳鋼等), 比單個元素對淬透性的影響要強得多。

除Co、Al外, 多數(shù)合金元素都使Ms和Mf點下降。其作用大小的次序是:Mn、Cr、Ni、Mo、W、Si。其中Mn的作用強, Si實際上無影響。Ms和Mf點的下降, 使淬火后鋼中殘余奧氏體量增多。殘余奧氏體量過多時,可進行冷處理(冷至Mf點以下), 以使其轉變?yōu)轳R氏體; 或進行多次回火, 這時殘余奧氏體因析出合金碳化物會使Ms、Mf點上升, 并在冷卻過程中轉變?yōu)轳R氏體或貝氏體(即發(fā)生所謂二次淬火)。

低合金結構鋼(亦稱普通低合金鋼、HSLA)

1. 用途主要用于制造橋梁、船舶、車輛、鍋爐、高壓容器、輸油輸氣管道、大型鋼結構等。

2. 性能要求

(1) 高強度:一般其的屈服強度在300MPa以上。

(2) 高韌性:要求延伸率為15%~20%，室溫沖擊韌性大于600kJ/m~800kJ/m。 對于大型焊接構件，還要求有較高的斷裂韌性。

(3) 良好的焊接性能和冷成型性能。

(4) 低的冷脆轉變溫度。

(5) 良好的耐蝕性。

3. 成分特點

(1) 低碳:由于韌性、焊接性和冷成形性能的要求高，其碳含量不超過0.20%。

(2) 加入以錳為主的合金元素。

(3) 加入鈮、鈦或釩等輔加元素:少量的鈮、鈦或釩在鋼中形成細碳化物或碳氮化物，有利于獲得細小的鐵素體晶粒和提高鋼的強度和韌性。此外，加入少量銅(≤0.4%)和磷(0.1%左右)等，可提高抗腐蝕性能。加入少量稀土元素，可以脫硫、去氣，使鋼材凈化，改善韌性和工藝性能。