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钢中常见元素对钢的各种性能影响；1、Si；Si的熔点1410℃，是缩小γ相区、形成γ相圈的；2.15%；Si是钢中常见元素之一，Si和氧的亲和力仅次于铝；为保证质量，除沸腾钢的半镇静钢外，Si在钢中含量；Si在钢中不形成碳化物，而是以固溶体的形态存在于；低Si含量对钢的抗腐蚀性能有显著增强作用；含Si的钢在氧化气氛中加热时，表面也形成SiO2；在Cr、Cr-

钢中常见元素对钢的各种性能影响

1、Si

Si的熔点1410℃，是缩小γ相区、形成γ相圈的元素，在α铁和γ铁中的溶解度分别为18.5%及

2.15%。

低Si含量对钢的抗腐蚀性能有显著增强作用。Si含量为15~20%的Si铁是很好的耐酸材料，对不同温度和浓度的硫酸、硝酸都很稳定。但在盐酸和王水的作用下稳定性很小，在HF酸中则不稳定。高Si铸铁之所以抗腐蚀，是由于当开始腐蚀时，在其表面形成致密的SiO2薄层，阻碍着酸的进一步向内侵蚀。

含Si的钢在氧化气氛中加热时，表面也形成SiO2薄层，从而提高钢在高温时的抗氧化性。

在Cr、Cr-Al、Cr-Ni、Cr-W等钢中加Si，都将提高它们的高温抗氧化性能。各种奥氏体不锈钢中加入约2%的Si，可以增强它们的高温不起皮性。Mn钢加Si也可以提高它的抗氧化性。但Si含量高时，钢的表面脱碳倾向加剧。

Si提高钢中固熔体的硬度和强度，从而提高钢的屈服强度和抗拉强度。在普通低合金钢中，Si还可以增强钢在自然条件下的耐腐蚀性，特别时增高局部腐蚀的抗力。Si含量较高时，对焊接性不利，并易导致冷脆，还降低钢的被切削性；对中高碳钢回火时易产生石墨化。

2、Mn

Mn的熔点1244℃，扩大γ相区，形成无限固熔体。

Mn与硫形成MnS，是良好的脱氧剂和脱硫剂，可防止因硫而导致的热脆现象，从而改善钢的热加工性能。在工业用钢中一般都含有一定数量的Mn。

Mn与Fe形成固溶体，提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度；同时又是碳化物的形成元素，进入渗碳体中取代一部分铁原子。Mn在钢中由于降低临界转变温度，起到细化珠光体的作用，也间接起到提高珠光体钢强度的作用。

Mn还强烈增加钢的沾透性。Mn含量较高时，有使钢晶粒粗化并增加钢的回火脆性的不利倾向。 Mn在钢中部分与铁互溶，形成固溶体（铁素体或奥氏体）部分和铁碳化合，形成渗碳体。 Mn对提高低碳和中碳珠光体钢的强度有显著的作用。但使钢的延展性有所降低。

Mn对钢的焊接性有不利影响。为改善钢的焊接性，应在许可的范围内适当降低钢的碳含量。焊接时也需采用低氢焊条和相应的焊接工艺。

在普通低合金钢中，利用Mn可起到强化铁素体和细化珠光体的作用，以提高钢的强度，其含量一般在1~2%，含Mn的普通低合金钢发展十分迅速。



3、AL在钢中的作用

上海91视频色下载APP阀门有限公司主营阀门有：91视频看看簧色(组合式91视频看看簧色,可调式91视频看看簧色,自力式91视频看看簧色Al的熔点660℃，是强烈缩小γ相区、形成γ相圈的元素，在α铁和γ铁中的大溶解度分别为36%及0.6%，它与氮及氧的亲和力很强。

铝在钢中的作用，一是作炼钢时的脱氧定氮剂，并细化晶粒，阻抑碳钢的时效，提高钢在低温下的韧性；二是作为合金元首加入钢中提高钢的抗氧化性、改善钢的电、磁性能，提高渗氮钢的耐磨性和疲劳强度等。因此，铝在不起皮钢、电热合金、磁钢和渗氮钢中，得到了广泛应用。在铁锰铝系合金中，铝作为主要合金加入耐热钢、低温钢和无磁钢中。铝可提高钢在氧化性酸中的耐蚀性。

铝在铁素体及珠光体钢中，当铝含量较高时，其高温强度和韧性较低。铝和碳虽然可以化合成Al4C3和Al3C，但它和碳的亲和力小于铁和碳的亲和力，因此，在钢中一般不存在铝的碳化物。铝细化钢的本质晶粒，提高钢晶粒粗化的温度。由于铝细化钢的晶粒，固定钢中的氧和氮，因此可以减轻钢对缺口的敏感性，减少或消除刚的时效现象，并提高钢的冲击韧性，特别是降低钢的脆性转变温度。当铝含量达到一定量时，可使钢产生钝化现象，使钢在氧化性酸中具有抗蚀性。

铝还提高钢对硫化氢的抗蚀作用。铝含量在4%左右的钢在温度不超过600℃时有较好的抗H2S侵蚀作用。

铝对于钢在水91视频WWW免费下载、氮气、特别是在及其化合物气氛中的抗蚀作用是不利的。

在钢铁材料表面渡铝或渗铝，可提高其抗氧化性和在工业性和海洋性气份中的抗蚀性。 铝作为合金元素加入钢中，显著提高钢的抗氧化性，当铝与铬配合并用时，其抗氧化性可得到更大的提高。但使钢的焊接性变坏。

含铝的钢渗氮后，在钢件表面牢固地形成一层薄而硬的弥散分布的氮化铝层，从而提高其硬度和疲劳强度，并改善其耐磨性。铝在高温合金中，与镍形成γˊ相（Ni3AL），从而提高其热强性。在磁性材料中，改善钢的电磁性能。对沾透性影响不显著，有促进石墨化倾向。

近年来我国研究成功的1l3MoWTi钢，铝含量为2.2~2.8%，是一中无镍铬的低合金耐蚀钢，曾用于炼油厂的裂化、焦化分馏塔低、常压蒸馏塔顶等典型部位代替碳素钢和0Cr13不锈钢使用，在含硫及H2S的腐蚀条件下，其耐蚀性优于0Cr13而比碳素钢提高数十倍。可作加热炉炉管以及工作在550~650℃各种耐蚀不起皮钢构件，性能优于Cr5Mo钢。

铝是高锰低温钢的主要合金元素，一定含量的铝，有提高铁锰奥氏体稳定性，抑制β-Mn相变的作用，从而使铝在低温钢中得到了应用。



4、钼（MO）在钢中的作用

钼：熔点2610℃，是使γ相区缩小、形成γ相圈的元素，在α铁和γ铁中的大溶解度分别为4%及37.5%。钼在钢中存在于固溶体相和碳化物中。钼属于强碳化物形成元素，当其含量较低时，与铁及碳形成复合的渗碳体；当含量较高时，则形成特殊碳化物，在较高回火温度下，由于弥散分布，有二次硬化作用。

主要技术参数

公称压力(Mpa)	1.6	2.5	4.0	6.4	10.0	16.0
壳体试验压力(Mpa)	2.4	3.75	6.0	9.6	15.0	24
密封试验压力(Mpa)	1.76	2.75	4.4	7.04	11.0	17.6
高进口压力(Mpa)	1.6	2.5	4.0	6.4	10.0	16.0
出口压力范围(Mpa)	减压比0.6
渗漏量	0.5%QMax
温量-压力等级	ANSI B16.34

要零件材料

零件名称	零件材料
阀体 阀盖 底盖	WCB
阀座	304
阀瓣	2Cr13
阀杆	2Cr13
垫片	柔性石墨/1Cr18Ni9
导向套	2Cr13
填料	柔性石墨
螺栓	35CrMoA
螺母	45

流量系数Cv

DN	50	65	80	100	125	150	200	250	300	350	400	500
Cv	20	25	50	60	70	110	150	230	420	540	710	1020

钼对铁素体有固溶强化作用，同时也提高碳化物的稳定性，因此对钢的强度产生有利作用。钼是提高钢热强性有效的合金元素，主要在于强烈地提高钢中铁素体对蠕变的抗力。此外，还可有效地抑制渗碳体在工作温度450~650℃下的聚集，促进弥散的特使碳化物的析出，从而进一步地起到了强化作用。

钼在钢中，由于形成特殊碳化物，可以改善在高温高压下抗氢侵蚀的作用。

钼加入钢中，也能使钢表面钝化，但作用不如铬显著，钼与铬相反，它既能在还原性酸

（HCl、H2SO4、H2SO3）中又能在强氧化性盐溶液（特别是含有氯离子时）中，使钢表面钝化，因此，钼可以普遍提高钢的抗蚀性能。

钼通常与其它元素如锰、铬等配合使用，可显著提高钢的沾透性；钼含量约0.5%时，能抑止或减低其它合金元素导致的回火脆性。它还提高耐热钢的热强性和蠕变强度；含量2~3%时能增加不锈钢的抗有机酸及还原性介质腐蚀的能力。

钼加入铁素体耐酸钢中，也显著地提高钢对醋酸及含氯离子溶液的抗蚀性。

在含有氯化物的溶液中，常会引起材料的点腐蚀。钢中加入钼后，在很大程度上这种倾向被减缓或抑止。

钼是提高珠光体钢热强性有效的合金元素。自含钼0.5%的低碳钢用于锅炉管后，一系列二元和多元的含钼珠光体钢被广泛应用于动力、石油和化学工业中。如15CrMo、12CrMoV、Cr5Mo等。钼同样也能提高马氏体钢和奥氏体钢的热强性。



5、钨在钢中的作用

钨：熔点3380℃，缩小γ相区、形成γ相圈的元素，在α铁和γ铁中的大溶解度分别为3。3%及3.2%。它是强碳化物形成元素，常形成特殊碳化物。钢中钨含量高时有二次硬化作用，

有红硬性，以及增加耐磨性。钨对钢的沾透性、回火稳定性、机械性能等的影响均与钼相似。但以重量计，其作用效果不如钼显著。钨提高钢在高温下的蠕变抗力与热强性，当与钼复合使用时，效果更佳。

钨能提高钢的抗氢作用的稳定性。钨通常加入低碳和中碳的合金结构钢中，钨能阻止热处理时晶粒的长大和粗化，降低其回火脆化倾向，并显著提高钢的强度和韧性。

6、钒在钢中的作用

钒：熔点1730℃，缩小γ相区、形成γ相圈，在α铁中无限固溶，在γ铁中的大溶解度约为1.35%。它和碳、氧、氮都有较强的亲和力，为强碳化物及氮化物形成元素。钒对钢的沾透性影响和钛相似。

它在钢中的作用主要是细化钢的组织和晶粒，提高晶粒粗化温度，从而降低钢的过热敏感性，并提高钢的强度和韧性等。少量的钒是钢晶粒细化，韧性增加，这对低温用钢是很重要的一项特性。

钒能有效地固定钢中的碳和氮，因此钢中加入微量的钒可消除低碳钢甚至沸腾钢的时效现象。

钒细化钢的晶粒，提高钢正火后的强度和屈服比及低温韧性，改善钢的焊接性能，因此成为普通低合金钢的一种比较理想的合金元素，含钒钢用于制造低温结构或低温设备等。

钒在钢中，如形成高度弥散分布的碳化物和氮化物微粒，即使在高温下，聚合长大也极缓慢，因而可以增加钢的热强性和对蠕变的抗力。一系列的CrMoV钢已成为制造锅炉、汽轮机的主要钢种。如12CrMoV及12Cr1MoV用于过热器钢管、导管及相应的锻件等。由于钒对碳的固定作用，在高温下，对抗氢腐蚀（脱碳和脆化）是有益的，在抗氢钢中，钒和碳含量之比应在5.7左右，过低不足以固定所有的碳，因而不足以有效地抗氢腐蚀作用；过高则有部分的钒溶入铁素体中降低其塑性。如20Cr3MoWVA钢，钒含量为0.75~0.85%，为一种高压抗氢用钢，用于10MPa和520℃以下工作的高压加氢设备的零件。



7、钛在钢中的作用

钛：熔点1812℃，缩小γ相区、形成γ相圈，在α铁及γ铁中的大溶解度为7%和0.75%。钛是强的碳化物形成元素，与氧、氮的亲和力也*，是良好的脱气剂和固定碳氮的有效元素。在低碳钢中加入足够钛，可消除应变时效现象，由于钛可促进渗碳层的形成，

在不锈耐酸钢中加入钛，能提高抗蚀性，特别是对晶间腐蚀。低碳碳素钢和低合金钢，如其中钛、碳含量比超过4.5时，由于钢中的氧、氮和碳可以全部被固定住，对应力腐蚀和碱脆也有很好的抗力。

8、铬在钢中作用

铬：熔点1920℃，缩小γ相区、形成γ相圈元素，在α铁中无限固溶，在γ铁中的大溶解度约为12.5%。铬属于中等碳化物形成元素，随铬含量的增加，可形成（Fe，Cr）3C，（Cr，Te）7C3，（Cr，Te）23C6等碳化物，对钢的性能有显著影响。铬增加钢的沾透性并有二次硬化作用。在不锈

耐热钢中，当铬含量超过12%时，具有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀作用，并增加钢的热强性。但含量高时或处理不当，易发生σ相和475℃脆相。在单一的铬钢中，焊接性能随铬含量增加而恶化。铬是显著提高钢的脆性转变温度的元素，随着铬含量的增加，钢的脆性转变温度也逐步提高，对钢有不利影响，冲击值随铬含量的增加而下降。



9、镍在钢中的作用

镍：熔点1453℃，扩大γ相区，形成无限固溶体，在α铁中的大溶解度约为10%。

镍和碳不形成碳化物，它是形成和稳定奥氏体的主要合金元素。镍与铁以互溶的形式存在于钢中的α相和γ相中，使之强化。

镍细化铁素体晶粒，改善钢的低温性能，特别是韧性，因此在很低温度下工作的材料，可采用纯镍钢种。但镍大多与铬、钼等配合使用。由于镍可降低临界转变温度和降低钢中各元素的扩散速度，因而提高钢的沾透性。目前镍在*范围内都是一种稀缺的元素。作为钢的一种元素，应该只在不能用其它元素来获得所需要的性能时，才考虑使用它。

镍可降低钢低温脆化转变温度，含镍3.5%的钢可以在-100℃时使用，含镍9%的钢可在-

196℃时使用。镍不增加钢对蠕变的抗力，因此不作为热强钢的强化元素。在奥氏体热强钢中，镍的作用只是使钢奥氏体化，钢的强化必需靠其它元素，如钼、钨、钒、钛、铝来提高。

镍是有一定抗腐蚀能力的元素，对酸碱盐以及大气均有一定抗腐蚀能力。含镍的低合金钢还有较高的抗腐蚀疲劳的性能。

镍钢不宜在含硫或含一氧化碳的气氛中加热。因为镍易与硫结合，在晶界上形成熔点低的NiS网状组织而发生热脆，在高温时镍将与一氧化碳化合形成Ni（CO）491视频黄色网而由合金中逸出而下

孔洞将进一步向合金内部发展。

10、 磷、砷、锑在钢中的作用

磷、砷、锑是元素表中同一族的元素，因此三个元素在钢中有一些类似的作用。它们加入钢中都有不同程度的抗腐蚀能力，磷对提高钢的抗拉强度具有显著作用。它们又都增加钢的脆性，尤其是低温脆性，磷和砷又都是造成钢较严重偏析的有害元素。磷对钢的焊接性不利，它能增加焊接的敏感性。磷在硅钢中能增加冷脆性。

1、Al

（1）Al当钢中其含量小于3～5%时，是一有益的元素。其作用是：高的抗氧化性和电阻。

①作为强烈脱氧剂加进的Al，可生成高度细碎的、超显微的氧化物，分散于钢体积中。因而可阻止钢加热时的晶粒长大（含Al＜10%，在加热＜1200℃才有细化作用，否则其作用甚小）和改善钢的淬透性。所以这些氧化物成为结晶的中心，而在钢冷却时又对A体分解起促进作用。

作为合金元素，有助于钢的氮化，因而可提高钢的热稳定性。所以AlN本身在加热时具有高稳定性，①与②都有利于减弱钢的过热倾向。

③可改善钢的抗氧化性，考虑②和③，

④能提高钢的电阻，与Cr共同用于制造高电阻铬铝合金：如Cr13Al4、1Cr17Al5、1Cr2l5。Al使电阻增高的程度比Cr还高的多。在Cr钢中加Al，会粗晶易脆，所以其量一般不超过5%，个别才有8～9%。

⑤对硅钢而言，Al可减少α铁心损失，降低磁感强度，与氧结合可减弱磁时效现象，但Al的氧化物会使磁性变坏。Al（＞0.5%）也会使硅钢变脆。

（2）Al的不良影响

①促进钢的石墨化，减少合金相中的碳溶浓度，所以硬度、强度降低。

②加速脱碳

都会使其晶界氧化而破坏。此外，它在800℃以上的高温长时间停置也极易变脆。

一般合金钢中含Al量：

合金结构钢： Al=0.4～1.1% (38CrAlA、38CrMoAlA、38CrWVAlA等)

耐热不起皮钢：Al=1.1～4.5% (Cr13SiAl、Cr24Al2Si、Cr17Al4Si等)

电热合金： Al=3.5～6.5% (Cr13Al4、1Cr17Al5、Cr8Al5、0Cr17Al5等)

甚至Al=8% Cr7Al7：考虑电热合金受荷不大，虽有脆性，仍可使用。



2、Si

（1）一般合金钢中的Si含量不会高于3.5%，更多时（4.8～6.5%）将使钢具有很高的脆性。 Si的有益作用：高的热强性和弹性极限，高的导磁率，涡流损失少。

①象Al、Cr一样，其氧化物均是尖晶石类型的组织。其晶格常数与α-Fe、γ-Fe区别小。因为其氧化物与金属分界处的晶胞之间就紧密而强固地结合在一起，氧化皮紧密地被贴在金属上，甚至在高温下也不剥落。所以它具有很强的抗氧化性和耐热性能，而被加入耐热钢。

②有利于提高钢的弹性极限，在中碳钢中加入1～2%的Si，调质中σb将增15～20%，而Aku也提高了，还提高了σs和δ。

③利于促进钢中石墨化而用于炼制石墨钢。此钢可制轴承，甚至作为工具钢代替，制冲头，拉模、弯曲模等。

④脱氧能力较强，是炼钢常用的脱氧剂，故一般钢中均含Si，其量≤0.5%。

⑤硅可减小晶体的各向异性，使磁化容易，使磁阻减小，它还可减轻钢中其他杂质对磁场磁感的危害（使%C石墨化，脱氧，与N形成氢化硅等）。所以可大大减少涡流损失。由于硅的脆性，目前高硅钢片硅含量规定为低于4.5%，多只为4.8%，正在研究提高至6.5%。

⑥硅可显著地减慢回火马氏体在低温（200℃）时的分解速度。（在较高温度即400～500℃则作用并不显著）Si是铁素体形成元素，多加Si会使A-α转化。

（2）Si的不良影响

①促使石墨化，促进脱碳（它是阻止碳化物形成的一种元素），含Si钢一般不作渗碳。 ②促进回火脆性的发展，使塑性降低。

Si击韧性和韧性的温度储量的影响不是等值的。

当Si=1～1.5%时作用尚良好。Si=2.5～3%时则影响不良，含Si=2～2.5%，则难以锻造。

当Si≤2.3%时,矽铬钢对回火脆性的敏感性还很低,但对当Si=2.5～3.5%时，对回火脆性和敏感性就高。用这种钢必须采取韧性处理（回火后在水中浸渍，锻时用少韧处理），而当Si＞3.5％时，甚至持用韧性处理也已不能消除矽铬钢的脆性。（不过，Mo的加入可使其脆性稍许改善），SI=4%时，室温下即可能脆裂。

③对碳素工具钢，Si含量上升时，将降低其淬透性等级。一般结构钢中均不宜加Si，对于高速钢，不大于0.4%。

④由于硅的存在，使钢中增碳困难，并使渗碳速度降低，所以此类钢多不作渗碳处理。

⑤硅锰结合，Mn可下降，因为Si引起的脱碳，Si有微弱的抑制晶粒长大的作用，可稍下降，Mn引起的调质粗晶，有相互改善作用，但易生白点，应注意冶炼时原材料的干燥烘烤。

⑥硅在钢中还常以Fe、Mn的硅酸盐类夹杂物而存在，均会降低钢的各种性能，塑性比硫化物低。这类夹杂物透光度很高，而反光度则低，故显微镜下常呈灰黑色。



（3）般合金钢中Si含量：

一般碳钢：Si＜0.5%

合金结构钢： Si =0.9～1.6% (27SiMn、40CrSi、20CrMnSi、35CrMnSiA等)

弹簧钢： Si =1.5～2% (55Si2Mn、60Cr2Mn等)

轴承钢： Si =0.4～0.7% (GCr9SiMn、GCr15SiMn、GCr6SiMn等)

工具钢： Si =0.65～1.8% (SiMn、9SiCr、5SiMnMoV、6SiMoV等)

耐热钢： Si =1～4.3% (Cr17Al4Si、Cr20Si3、4Cr9Si2、4Cr3Si4等)



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