了解普通钢合金化剂的作用

钢基本上是铁和碳与某些附加元素合金，在生产过程中合金化是用来改变钢的化学组成，如此可以改善钢材性能或调整性能以满足特定应用的要求。

钢合金化剂的优点：

不同的合金元素各有其对钢的性能的影响。通过合金化可以改善的一些性能包括：

稳定奥氏体：镍，锰，钴和铜等元素增加奥氏体存在的温度范围。

稳定铁素体：铬，钨，钼，钒，铝和硅可以降低碳在奥氏体中的溶解度。这导致钢中的碳化物的量增加并且降低了存在奥氏体的温度范围。

硬质合金成型：许多次要金属，包括铬，钨，钼，钛，铌，钽和锆，形成强硬的碳化物，在钢中增加硬度和强度。这种钢通常用于制造高速钢和热加工工具钢。

石墨化：硅，镍，钴和铝可以降低钢中碳化物的稳定性，促进其分解和游离石墨的形成。

共析浓度的降低：钛，钼，钨，硅，铬和镍均低于共析碳的浓度。

提高耐腐蚀性：铝，硅和铬在钢表面形成保护性氧化物层，从而保护金属免受某些环境的进一步恶化。

普通钢合金化剂：

以下是常用的合金元素及其对钢的影响（括号中的标准含量）：

铝（0.95-1.30％）：脱氧剂。用于限制奥氏体晶粒的生长。

硼（0.001-0.003％）：提高变形性和切削性的淬透性试剂。硼被添加到完全杀死的钢中，只需要非常少的添加才能
有硬化的影响。硼的添加在低碳钢中是最有效的。

铬（0.5-18％）：不锈钢的关键部件。超过12％的含量，铬显着提高了耐腐蚀性。该金属还提高淬透性，强度，对热处理的响应和耐磨性。

钴：提高高温强度和磁导率。

铜（0.1-0.4％）：最常见的是钢中的残留物，也加入铜以产生沉淀硬化性能并增加耐腐蚀性。

铅：虽然实质上不溶于液态或固体钢，但有时通过机械分散在浇注过程中将铅添加到碳钢中，以提高机械加工性。

锰（0.25-13％）：通过消除硫化铁的形成，在高温下提高强度。锰还可提高淬透性，延展性和耐磨性。像镍一样，锰是奥氏体形成元素，可用于AISI 200系列奥氏体不锈钢中作为镍的替代品。

钼（0.2-5.0％）：少量发现不锈钢，钼增加了淬透性和强度，特别是在高温下。通常用于铬镍奥氏体钢中，钼可防止氯化物和硫化物引起的点腐蚀。

镍（2-20％）：另一种对不锈钢至关重要的合金元素，镍以高铬不锈钢的含量超过8％。镍增加强度，冲击强度和韧性，同时提高耐氧化和腐蚀性。当少量加入时，它也会在低温下增加韧性。

铌：具有通过形成硬质碳化物来稳定碳的好处，因此常常在高温钢中发现。少量的铌可以显着提高钢的屈服强度，较小的拉伸强度，以及对中等的沉淀强化影响。

氮：增加不锈钢的奥氏体稳定性，提高这种钢的屈服强度。

磷：磷通常添加硫以提高低合金钢的机械加工性。它还增加了强度并增加了耐腐蚀性。

硒：增加机械加工性。

硅（0.2-2.0％）：该类金属提高强度，弹性，耐酸性，并且导致更大的晶粒尺寸，从而导致更大的导磁率。由于硅在
生产钢中使用脱氧剂，所以几乎总是在所有等级钢中发现一定百分比。

硫（0.08-0.15％）：少量添加硫可提高机械加工性，不会导致热量短缺。由于锰硫化物比硫化铁具有更高的熔点，因此加入锰热量进一步降低。

钛：提高强度和耐腐蚀性，同时限制奥氏体晶粒尺寸。在钛含量为0.25-0.60％的情况下，碳与钛结合，使铬保留在晶界并抵抗氧化。

钨：产生稳定的碳化物并精制晶粒尺寸，以增加硬度，特别是在高温下。

钒（0.15％）：像钛和铌一样，钒可以产生稳定的碳化物，从而提高高温下的强度。通过促进细晶粒结构，可以保持延展性。

锆（0.1％）：增加强度并限制晶粒尺寸。强度可以在非常低的温度（低于冰点）下显着增加。含有高达约0.1％含量的锆的钢将具有更小的晶粒尺寸并且抗裂。