Влияние распространенных химических элементов на свойства металлических материалов

Thread Content

Влияние распространенных химических элементов на свойства металлических материалов 1. Влияние на свойства стали (1) Чем выше содержание углерода, тем выше твердость стали и ее износостойкость, но при этом снижаются пластичность и прочность. (2) Сера является вредным примесью в стали. Сталь с высоким содержанием серы при горячей обработке под давлением склонна к хрупкому разрушению; это явление обычно называется тепловой хрупкостью. (3) Фосфор может значительно снизить пластичность и прочность стали, причем на низких температурах это влияние ещё более сильное. Это явление называется холодной хрупкостью. В качественной стали содержание серы и фосфора должно строго контролироваться. С другой стороны, наличие высокого содержания серы и фосфора в низкоуглеродистой стали способствует легкому разрыву фрагментов металла во время резки, что положительно сказывается на ее обрабатываемости. (4) Марганец способен повышать прочность стали, устранять или снижать негативное воздействие серы, а также улучшать способность стали к закалке. Высоколегированная сталь с высоким содержанием марганца (сталь с высоким содержанием марганца) обладает хорошей износостойкостью и другими физическими свойствами. (5) Повышение содержания кремния способствует увеличению твердости стали, но снижает ее пластичность и прочность на изгиб. Наличие определенного количества кремния в стали для электротехнических целей способствует улучшению ее магнитно-мягких свойств. (6) Вольфрам способствует повышению красной твердости и термостойкости стали, а также ее износостойкости. (7) Хром способствует повышению способности стали к закалке и износостойкости, улучшает её антиоксидационные свойства и повышает сопротивляемость коррозии. (8) Ванадий способствует усилению структуры кристаллитов в стали, что повышает её прочность, ударопрочность и износостойкость. Когда он растворяется в аустените при высоких температурах, это способствует повышению способности стали к закалке; напротив, когда он находится в виде карбидов, это снижает эту способность. (9) Молибден значительно повышает способность стали к закалке, улучшает её термическую прочность, предотвращает хрупкость при отжиге, а также повышает остаточную магнитность и коэрцитивную силу. (10) Титан способен уменьшить размер кристаллитов в стали, тем самым повышая её прочность и пластичность. В нержавеющей стали титан способен устранять или снижать явление межкристаллической коррозии. (11) Никель способствует повышению прочности и пластичности стали, а также её способности к закалке. При высоком содержании никеля происходит значительное изменение некоторых физических свойств стали и сплавов; кроме того, повышается устойчивость стали к коррозии. (12) Роль бора заключается в том, что при наличии в стали небольшого количества бора — 0,001–0,005% — проникаемость стали при затвердевании может увеличиться в несколько раз. (13) Алюминий способствует усилению структуры кристаллитов в стали, замедляет процесс старения низкосодержащей углеродом стали и повышает её прочность при низких температурах. Алюминий также способствует повышению антиоксидационных свойств стали, а также улучшает износостойкость и прочность на усталость нитридированной стали. (14) Основная роль меди в стали заключается в улучшении стойкости обычных низколегированных сталей к атмосферной коррозии, особенно при совместном использовании с фосфором.