合金元素对钢的作用体现在哪些方面

合金元素在钢中的作用
随着现代工业和科学技术的不断发展,在机械制造中,对工件的强度、硬度、韧性、塑性、耐磨性以及其他各种物理化学性能的要求愈来愈高,碳钢已不能完全满足这些要求了.
原因 ：
①　由碳钢制成的零件尺寸不能太大.否则,因淬透性不够而不能满足对强度与塑性、韧性的要求.加入合金元素可增大淬透性.
②　用碳钢制成的切削刀具不能满足切削红硬性的要求.用合金工具钢、高速钢和硬质合金.
③　碳钢不能满足特殊性能的要求,如要求耐热、耐低温、抗腐蚀、有强烈磁性或无磁性等等,只有特种的合金钢才能具有这些性能.
合金钢是以碳钢为基础,金相组织和相应的碳钢大体上是相似的.在钢中加入合金元素,钢的机械性能显著提高.弄清楚各种合金元素对钢材的影响对控制产品质量有非常大的作用.
1 合金元素在钢中的存在方式
1.1 合金元素与钢中的碳相互作用,形成碳化物存在于钢中
按合金元素在钢中与碳相互作用的情况,它们可以分为两大类：
(1) 不形成碳化物的元素(称为非碳化物形成元素),包括镍、硅、铝、钴、铜等.由于这些元素与碳的结合力比铁小,因此在钢中它们不能与碳化合,它们对钢中碳化物的结构也无明显的影响.
(2) 形成碳化物的元素(称为碳化物形成元素),根据其与碳结合力的强弱,可把碳化物形成元素分成三类.
1）弱碳化物形成元素：锰
锰对碳的结合力仅略强于铁.锰加入钢中,一般不形成特殊碳化物(结构与Fe3C不同的碳化物称为特殊碳化物),而是溶入渗碳体中.
2）中强碳化物形成元素；铬、钼、钨
3）强碳化物形成元素：钒、铌、钛
有极高的稳定性,例如TiC在淬火加热时要到1000℃以上才开始缓慢的溶解,这些碳化物有极高的硬度,例如在高速钢中加人钒,形成V4C,使之有更高的耐磨性.
1.2 合金元素溶解于铁素体(或奥氏体)中,以固溶体形式存在于钢中.
1.3 合金元素与钢中的氮、氧、硫等化合,以氮化物、氧化物、硫化物和硅酸盐等非金属夹杂物的形式存在于钢中.
1.4 游离态,即不溶于铁,也不溶于化合物：铅,铜
2 合金元素对钢的平衡组织的影响
表现在改变铁碳合金状态图.

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