知识;合金元素在nm400钢板中的主要作用

　　为了改善nm400钢板的性能，在炼钢的过程中有目的地加入的元素称为合金元素。常加入的合金元素有：锰( Mn)、硅(Si)、铬(Cr)、镍(Ni)、钼(Mo)、钨(W)、钒(V)、钛(Ti)、铝(Al)、硼(B)、铌(Nb)、钴(Co)、稀土( RE)等。合金元素在钢中的作用是非常复杂的，它们对钢的组织和性能有很大影响。下面源达旺小编仅介绍合金元素在钢中的几种主要作用。

　　1.强化铁素体

　　大多数合金元素(除铅外)都能溶于铁素体，形成合金铁素体。由于合金元素与铁的晶格类型和原子半径的差异，引起铁素体的晶格畸变，产生固溶强化作用，使合金钢中铁素体的强度、硬度提高，同时塑性和韧性有所下降。有些合金元素对铁素体韧性的影响与它们的含量有关，例如w( Si)<1.00%，w(Mn)<1. 50%时，铁素体韧性没有下降，当含量超过此值时，韧性则有下降的趋势;而铬和镍的含量在适当范围内(w( Cr)≤2. 0%，w( Ni)≤5. 0%)，在明显强化铁素体的同时，还可使铁素体的韧性提高，从而提高合金钢的强度和韧性。

　　2.形成合金碳化物

　　锰、铬、钼、钨、钒、钛等元素与碳能够形成碳化物，当这些碳化物呈细小颗粒并均匀分布在钢中时，能显著提高钢的强度和硬度。根据合金元素与碳的亲和力不同，它们在钢中形成的碳化物可分为两类：

　　(1)合金渗碳体 锰、铬、钼、钨等弱、中强碳化物形成元素，一般倾向于形成合金渗碳体。如( Fe，Mn)3C，(Fe，Cr)3C，(Fe，W)3C等。合金渗碳体较渗碳体略为稳定，硬度也略高，可明显提高低合金钢的强度。

　　(2)特殊碳化物 钒、铌、钛等强碳化物形成元素能与碳形成特殊碳化物，如VC，TiC等。特殊碳化物比合金渗碳体具有更高的熔点、硬度和耐磨性，而且更稳定，热处理时不易分解，当钢中的特殊碳化物呈弥散分布时，将显著提高钢的强度、硬度和耐磨性，而不降低钢的韧性。

　　3.细化晶粒

　　几乎所有的合金元素都有抑制钢在加热时奥氏体晶粒长大的作用，达到细化晶粒的目的。强碳化物形成元素铌、钒、钛等形成的碳化物、铝在钢中形成的AlN和Al2O3细小质点，均能强烈地阻碍奥氏体晶粒长大，所以能使合金钢在热处理后获得比碳钢更细的晶粒。钢中的晶粒越细小，钢的强度、塑性和韧性也越高。

　　4.提高钢的淬透性

　　所有的合金元素(除钴外)溶解于奥氏体后，均可增加过冷奥氏体的稳定性，推迟其向珠光体的转变，使C曲线右移，从而减小钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性。

　　nm400钢板常用的提高淬透性的合金元素主要有钼、锰、铬、镍和硼等。如微量的硼(w (B)为0.0005%~0.003%)就能明显提高钢的淬透性。

　　5.提高钢的回火稳定性

　　淬火钢在回火时，抵抗硬度下降的能力称为钢的回火稳定性。合金钢在回火过程中，由于合金元素的阻碍作用，使马氏体不易分解，碳化物不易析出，即使析出后也不易聚集长大，而保持较大的弥散度，所以钢在回火过程中硬度下降较慢。

　　由于合金nm400钢板回火稳定性比碳钢高，因此在相同的回火温度下，合金钢比相同含碳量的碳素钢具有更高的硬度和强度。在硬度要求相同的情况下，合金钢可在更高的温度下回火，充分消除内应力，而使韧性更好。

　　高的回火稳定性可使钢在较高温度下仍能保持高硬度和高耐磨性。金属材料在高温下保持高硬度的能力称为热硬性，这种性能对一些工具钢具有重要意义。如高速切削时，刀具温度很高，若刀具材料的回火稳定性高，就可以使刀具在较高的温度下仍保持高的硬度和耐磨性，从而提高刀具的使用寿命。

　　综上所述，nm400钢板合金元素的作用只有通过合理的热处理才能将其优势充分发挥出来，使合金钢具有优良的使用性能。

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