钢的主要成分如下:
1。碳(c):随着钢中碳含量的增加,屈服点和抗拉强度增加,塑性和冲击强度降低。当含碳量超过0.23%时,钢的可焊性变差,因此用于焊接的低合金结构钢的含碳量一般不超过0.20%。此外,碳还可以提高钢的冷脆性和时效敏感性。
2、硅(SI):炼钢过程中加入硅作为还原剂和脱氧剂,因此镇静钢中含硅0.15-0.30%。当钢中的硅含量大于0.50-0.60%时,硅被认为是合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限、屈服点和抗拉强度,因此被广泛用作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0-1.2%的硅,可使强度提高15-20%。硅与钼、钨、铬的结合能提高其耐蚀性和抗氧化性,可用于制造耐热钢。含硅1-4%的低碳钢,具有高透气性,用于制造电工硅钢片。硅含量的增加会降低钢的可焊性。
3、锰:在炼钢过程中,锰是很好的脱氧剂和脱硫剂。钢中锰的含量一般为0.30-0.50%。碳素钢中添加量超过0.70%的称为“锰钢”。与普通钢相比,碳钢不仅具有足够的韧性,而且具有较高的强度和硬度。它能提高钢的淬透性和热加工性。例如,16Mn钢的屈服点比A3钢高40%。含锰11-14%的钢具有较高的耐磨性,用于挖掘机铲斗、球磨机衬板等,锰含量的增加削弱了钢的耐蚀性,降低了钢的可焊性。
4、磷(P):一般来说,磷是钢中的有害元素,会增加钢的冷脆性,恶化焊接性能,降低塑性,恶化冷弯性能。因此,通常要求钢中磷含量低于0.045%,对优质钢的要求较低。
5、硫:硫通常也是有害元素。它使钢材热脆,降低钢材的延展性和韧性,并在锻造和轧制过程中产生裂纹。硫也有害于焊接性能,降低耐腐蚀性。因此,硫含量通常要求低于0.055%,优质钢要求低于0.040%。在钢中添加0.08-0.20%的硫可以提高可切削性,通常称为易切削钢。
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。铬还可以提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,是不锈钢和耐热钢的重要合金元素。
7、镍:镍能提高钢的强度,同时保持良好的塑性和韧性。镍具有很高的耐酸碱腐蚀性、防锈性和高温耐热性。然而,由于镍是稀缺资源,应使用其他合金元素代替镍铬钢。
8、钼(MO):钼能细化钢的晶粒,提高淬透性和热强度,并在高温下保持足够的强度和抗蠕变性能(长期高温下的应力和变形,称为蠕变)。在结构钢中添加钼可以改善其力学性能。它还可以抑制合金钢因火灾引起的脆性。工具钢的发红可以得到改善。
9、钛:钛是钢中的强脱氧剂。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。提高焊接性能。在cr18ni9奥氏体不锈钢中加入适量的钛可以避免晶间腐蚀。