钢材元素成分和类级别大全

最近,网编在网上看到很多这样的问题:“钢材的元素成分都有哪些?和钢材中的i、ⅱ、ⅲ、ⅳ类代表的什么?”根据中华标准件进过详细的总结,告诉大家有关钢材元素成分和类级别的详细介绍。
钢材元素成分主要有以下几种:
一、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,当碳含量超过0.23%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。
二、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。
三、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。
四、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。
五、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。
六、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。
七、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。
八、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。
九、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。
十、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。
十一、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。
十二、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。
十三、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。
十四、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。
十五、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。
十六、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。
十七、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。
十八、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。
钢材中的i、ⅱ、ⅲ、ⅳ类代表什么?详解如下:
1、i代表一类刚:属于碳素钢
feⅰ类(碳素钢): q235、20#、20g、20r、l210、s205、hp265等。
含碳量小于1.35%(0.1%-1.2%),除铁、碳和限量以内的硅、锰、磷、硫等杂质外,不含其他合金元素的钢。碳素钢的性能主要取决于含碳量。
含碳量增加,钢的强度、硬度升高,塑性、韧性和可焊性降低。与其他钢类相比,碳素钢使用最早,成本低,性能范围宽,用量最大。适用于公称压力pn≤32.0mpa,温度为-30-425℃的水、蒸汽、空气、氢、氨、氮及石油制品等介质。常用牌号有wc1、wcb、zg25及优质钢20、25、30及低合金结构钢16mn[1]
2、ⅱ代表二类刚:属于低合金钢
feⅱ类(低合金钢): 16mnr、12cr1mov、20mnmod、s240、l245、hp295等
合金元素总量小于5%的合金钢叫做低合金钢。低合金钢是相对于碳钢而言的,是在碳钢的基础上,为了改善钢的一种或几种性能,
而有意向钢中加入一种或几种合金元素.加入的合金量超过碳钢正常生产方法所具有的一般含量时,称这种钢为合金钢。模具人杂志微信:
当合金总量低于5%时称为低合金钢。合金含量在5-10%之间称为中合金钢;大于10%的称为高合金钢。
3、ⅲ代表三类刚:属于马氏体不锈钢,铁素体不锈钢
feⅲ类(马氏体、铁素体不锈钢): 1cr5mo、0cr13、1cr17、1cr9mo等。
标准的马氏体不锈钢是:403、410、414、416、416(se)、420、431、440a、440b和440c型,有磁性;这些钢材的耐腐蚀性来自“铬”,其范围是从11.5至18%,铬含量愈高的钢材需碳含量愈高,
以确保在热处理期间马氏体的形成,上述三种440型不锈钢很少被考虑做为需要焊接的应用,且440型成份的熔填金属不易取得。
铁素体不锈钢(400系)含铬量在15%~30%,具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍,有时还含有少量的mo、ti、nb等元素,这类钢具有导热系数大,膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点,多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。
铁素体不锈钢价格不仅相对低且稳定,并且具有许多独特的特点和优势,业已证明,在许多原先认为只能采用奥氏体不锈钢(300系)的应用领域,铁素体不锈钢是一种极为优异的替代材料,铁素体不锈钢不含镍,主要元素为铬(>10%)和铁,铬是是不锈钢特别耐腐蚀的元素,其价格相对稳定。
4、ⅳ代表四类刚:奥氏体不锈钢,双相不锈钢
feⅳ类(奥氏体、双相不锈钢)
奥氏体不锈钢,是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含cr约18%、ni 8%~10%、c约0.1%时,具有稳定的奥氏体组织。
奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18cr-8ni钢和在此基础上增加cr、ni含量并加入mo、cu、si、nb、ti等元素发展起来的高cr-ni系列钢。
奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性,但强度较低,不可能通过相变使之强化,仅能通过冷加工进行强化,如加入s,ca,se,te等元素,则具有良好的易切削性。
双相不锈钢(duplex stainless steel,简称dss),指铁素体与奥氏体各约占50%,一般较少相的含量最少也需要达到30%的不锈钢。在含c较低的情况下,cr含量在18%~28%,ni含量在3%~10%。有些钢还含有mo、cu、nb、ti、n等合金元素。
该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点,与铁素体相比,塑性、韧性更高,无室温脆性,耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高,同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高,具有超塑性等特点。
与奥氏体不锈钢相比,强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能,也是一种节镍不锈钢。


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