
2、硅(Si):硅能溶于鐵素體和奧氏體提高鋼的硬度和強度。在煉鋼過程中加硅作為還原劑和去氧劑,所以鎮靜鋼含有0.15-0.30%的硅。如果鋼中含硅量超過0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能顯著提高鋼的彈性極限,屈服點和抗拉強度。硅量增加,會降低鋼的焊接性能。
3、錳(Mn):錳是良好的去氧劑和脫硫劑,一般鋼中含錳0.30-0.50%。在碳素鋼中加入0.70%以上時就算錳鋼,較一般鋼量的鋼不但有足夠的韌性,且有較高的強度和硬度,提高鋼的淬透性,改善鋼的熱加工性能。錳與硫形成熔點較高的MnS,可防止因FeS而導致的熱脆現象。
4、鉻(Cr):鉻在鋼中能顯著提高強度、硬度和耐磨性,但同時降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性,因而是不銹鋼,耐熱鋼的重要合金元素?! ?/span>
5、鎳(Ni):鎳能提高鋼的強度,而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸堿有較高的耐腐蝕能力,在高溫下有防銹和耐熱能力。鎳降低鋼的低溫脆性轉變溫度。
6、鉬(Mo):鉬能使鋼的晶粒細化,提高淬透性和熱強性能,在高溫時保持足夠的強度和抗蠕變能力(長期在高溫下受到應力,發生變形,稱蠕變)。鋼中加入鉬,能提高機械性能。還可以抑制合金鋼由于火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性。
7、鈦(Ti):鈦是鋼中強去氧劑。它能使鋼的內部組織致密,細化晶粒力,降低時效敏感性和冷脆性。改善焊接性能?! ?/span>
8、釩(V):釩是鋼的優良去氧劑。鋼中加釩可細化組織晶粒,提高強度和韌性。釩與碳形成的碳化物,在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。
9、鎢(W):鎢與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性??娠@著提高鋼的紅硬性和熱強性。
10、鈮(Nb):鈮能細化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性,提高強度,但塑性和韌性有所下降??商岣呖勾髿飧g及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力。鈮可改善焊接性能。在奧氏體不銹鋼中加鈮,可防止晶間腐蝕現象。
11、銅(Cu):銅能提高強度和韌性,特別是大氣腐蝕性能。缺點是在熱加工時容易產生熱脆,銅含量超過0.5%塑性顯著降低。當銅含量小于0.50%對焊接性無影響。
12、鋁(Al):鋁是鋼中常用的去氧劑。鋼中加入少量的鋁,可細化晶粒,提高沖擊韌性。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能,鋁與鉻、硅合用,可顯著提高鋼的高溫抗剝落性能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。
13、稀土(REE):鋼中加入稀土,可以改變鋼中夾雜物的組成、形態、分佈和性質,從而改善了鋼的各種性能,如韌性、焊接性,冷加工性能。在犁鏵鋼中加入稀土,可提高耐磨性。
14、氮(N):氮能提高鋼的強度,低溫韌性和焊接性,增加時效敏感性。
15、氫(H):鋼中含氫會造成焊道裂紋,增加淬硬性。
16、磷(P):在一般情況下,磷是鋼中有害元素,增加鋼的冷脆性,使焊接性能變壞,降低塑性,使冷彎性能變壞。
17、硫(S):使鋼產生熱脆性,降低鋼的延展性和韌性,容易產生熱裂紋。硫對焊接性能也不利,降低耐腐蝕性。
布氏硬度 |
洛氏硬度 |
維氏硬度 |
|
HB |
HRB |
HRC |
HV |
80 85 90 95 100 |
36,4 42,4 47,4 52,0 56,4 |
|
80 85 90 95 100 |
105 110 115 120 125 |
60,0 63,4 66,4 69,4 72.0 |
|
105 110 115 120 125 |
130 135 140 145 150 |
74,4 76,4 78,4 80,4 82,2 |
|
130 135 140 145 150 |
155 160 165 170 175 |
83,8 85,4 86,8 88,2 89,6 |
|
155 160 165 170 175 |
180 185 190 195 200 |
90,8 91,8 93,0 94,0 95,0 |
|
180 185 190 195 200 |
205 210 215 220 225 |
95,8 96,6 97,6 98,2 99,0 |
|
205 210 215 220 225 |
230 235 240 245 250 |
|
19,2 20,2 21,2 22,1 23,0 |
230 235 240 245 250 |
255 260 265 270 275 |
|
23,8 24,6 25,4 26,2 26,9 |
255 260 265 270 275 |
280 285 290 295 300 |
|
27,6 28,3 29,0 29,6 30,0 |
280 285 290 295 300 |
310 320 330 340 350 |
|
31,5 32,7 33,8 34,9 36,0 |
310 320 330 340 350 |
布氏硬度 |
洛氏硬度 |
維氏硬度 |
|
HB |
HRB |
HRC |
HV |
359 368 376 385 392 |
|
37,0 38,0 38,9 39.0 40,7 |
360 370 380 390 400 |
400 408 415 423 430 |
|
41,5 42,4 43,2 44,0 44,8 |
410 420 430 440 450 |
|
|
45,5 46,3 47,0 47,7 48,8 |
460 470 480 490 500 |
|
|
49,0 49,8 50,3 50,9 51,5 |
510 520 530 540 550 |
|
|
52,1 52,7 53,3 53,8 54,4 |
560 570 580 590 600 |
|
|
54,9 55,4 55,9 56,4 56,9 |
610 620 630 640 650 |
|
|
57,4 57,9 58,4 58,9 59,3 |
660 670 680 690 700 |
|
|
60,2 61,1 61,9 62,7 63,5 |
720 740 760 780 800 |
|
|
64,3 65,0 65,7 66,3 66,9 |
820 840 860 880 900 |
|
|
67,5 68,0 |
920 940 |
碳當量計算:
1 國際焊接學會推薦的碳當量公式CE(IIW):
CE(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 (%)
(式中的元素符號均表示該元素的質量分數)
該式主要適用于中、高強度的非調質低合金高強鋼σb=500-900MPa。當板厚小于20mm,CE(IIW)﹤0.4%時,鋼的淬硬傾向不大,焊接性良好,不需要預熱。CE(IIW)﹥0.5%時,鋼材易于淬硬,焊接前需要預熱。
2 日本推薦的碳當量公式:
Ceq (JIS)=C+Mn/6+Si/24+Cr/5+Ni/40+Mo/4+V/14 (%)
該式主要適用于低碳調制的低合金高強度鋼σb=500-1000MPa。當板厚小于25時。確定預熱溫度大致如下:
鋼材 σb=500MPa,Ceq (JIS)≈0.46% 不預熱
σb=600MPa,Ceq (JIS)≈0.52% 預熱75℃
σb=700MPa,Ceq (JIS)≈0.52% 預熱100℃
σb=800MPa,Ceq (JIS)≈0.62% 預熱150℃