濟南市鴻慷機電設備有限公司位于交通便利的泉城濟南，是全球生產滾動軸承和直線運動產品的領導企業---德國舍弗勒集團在山東的授權代理商。公司專營舍弗勒集團旗下兩大品牌INA軸承和FAG軸承，是一家順應經濟發展需要而誕生的專業化新型高端軸承公司。多年來一直從事軸承的銷售和售后技術支持，在機械行業技術方面有著非常豐富的經驗，今天濟南鴻慷機電進口軸承專家為大家介紹一下合金元素對機械性能的影響。

  1.金屬材(cai)料的(de)強化方(fang)法

  金屬材料的強化途徑，主要有(you)以下(xia)幾個方(fang)面；

  (1)結晶強化。結晶強化就(jiu)是通過(guo)控制結晶條件，在凝固結晶以后獲得良好的宏觀組織(zhi)(zhi)和(he)顯微組織(zhi)(zhi)，從而提高金屬材料(liao)的性能(neng)。它包(bao)括：

  細化(hua)(hua)晶(jing)粒。細化(hua)(hua)晶(jing)粒可(ke)以(yi)使金(jin)屬組織中包含較多(duo)的(de)(de)(de)晶(jing)界，由于晶(jing)界具有(you)阻礙滑移變(bian)形(xing)作(zuo)用(yong)，因而(er)可(ke)使金(jin)屬材(cai)料(liao)得到(dao)強(qiang)化(hua)(hua)。同(tong)時(shi)也改善了韌性(xing)，這(zhe)是其(qi)它強(qiang)化(hua)(hua)機(ji)制(zhi)不可(ke)能(neng)(neng)做到(dao)的(de)(de)(de)；提純(chun)強(qiang)化(hua)(hua)。在澆注過程中，把(ba)液態金(jin)屬充分地提純(chun)，盡量(liang)(liang)減(jian)少(shao)夾(jia)雜物(wu)(wu)，能(neng)(neng)顯著提高固態  金(jin)屬的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)。夾(jia)雜物(wu)(wu)對(dui)金(jin)屬材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)有(you)很大的(de)(de)(de)影響。在損壞的(de)(de)(de)構件中，常(chang)可(ke)發現(xian)有(you)大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)夾(jia)雜物(wu)(wu)。采用(yong)真空冶(ye)煉(lian)等方(fang)法，可(ke)以(yi)獲得高純(chun)度(du)的(de)(de)(de)金(jin)屬材(cai)料(liao)。

  (2)形變強(qiang)(qiang)化。金屬材料(liao)(liao)經冷加(jia)工塑性(xing)變形可以提(ti)高(gao)其強(qiang)(qiang)度。這是由于材料(liao)(liao)在塑性(xing)變形后(hou)  位錯運(yun)動的阻力(li)增加(jia)所致。

  (3)固溶強(qiang)化(hua)(hua)．通過合(he)(he)金(jin)化(hua)(hua)(加入合(he)(he)金(jin)元素(su))組成固溶體(ti)，使金(jin)屬材料(liao)得(de)到強(qiang)化(hua)(hua)稱(cheng)為固溶強(qiang)化(hua)(hua)。   

  (4)相(xiang)(xiang)變(bian)強化(hua)。合金化(hua)的金屬材料，通過熱處(chu)理(li)等手段(duan)發生固態(tai)相(xiang)(xiang)變(bian)，獲得需(xu)要(yao)的組織(zhi)結構，使金屬材料得到強化(hua)，稱為相(xiang)(xiang)變(bian)強化(hua)．

相變強化可以(yi)分(fen)為兩類： 

  1)沉淀(dian)強(qiang)化(或稱(cheng)彌(mi)散(san)強(qiang)化)。在金屬材料中(zhong)能形成穩定化合物的合金元素，在一定條件下，使(shi)之生成的第(di)二相化合物從固溶體(ti)中(zhong)沉淀(dian)析出，彌(mi)散(san)地(di)分(fen)布(bu)在組(zu)織(zhi)中(zhong)，從而有效地(di)提高(gao)材料的強(qiang)度，通常(chang)析出的合金化合物是(shi)(shi)(shi)(shi)碳(tan)(tan)化物相。在低(di)(di)(di)合金鋼(gang)(gang)(低(di)(di)(di)合金結(jie)構鋼(gang)(gang)和(he)低(di)(di)(di)合金熱強(qiang)鋼(gang)(gang))中(zhong)，沉淀(dian)相主要(yao)是(shi)(shi)(shi)(shi)各種碳(tan)(tan)化物，大致可分(fen)為三類(lei)。一是(shi)(shi)(shi)(shi)立方(fang)晶(jing)(jing)(jing)系，如(ru)TiC、V4C3，NbC等(deng)，二是(shi)(shi)(shi)(shi)六(liu)方(fang)晶(jing)(jing)(jing)系，如(ru)M02、W2C、WC等(deng)，三是(shi)(shi)(shi)(shi)正菱形，如(ru)Fe3C。對低(di)(di)(di)合金熱強(qiang)鋼(gang)(gang)高(gao)溫強(qiang)化最有效的是(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)心立方(fang)晶(jing)(jing)(jing)系的碳(tan)(tan)化物。  

  2)馬氏體(ti)強化(hua)。金(jin)屬材料經(jing)過淬(cui)火(huo)和隨后(hou)回火(huo)的(de)(de)熱處理(li)工(gong)(gong)藝后(hou)，可獲得馬氏體(ti)組(zu)織(zhi)，使材料強化(hua)。但(dan)是，馬氏體(ti)強化(hua)只能適用于在不太高的(de)(de)溫(wen)度下(xia)工(gong)(gong)作的(de)(de)元(yuan)件(jian)，工(gong)(gong)作于高溫(wen)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)(de)元(yuan)件(jian)不能采用這種強化(hua)方法(fa)。

  (5)晶(jing)(jing)界(jie)強(qiang)(qiang)化。晶(jing)(jing)界(jie)部位(wei)(wei)的(de)自(zi)由能(neng)較高(gao)(gao)，而且存在(zai)著大(da)量的(de)缺陷(xian)和(he)空穴，在(zai)低溫時，晶(jing)(jing)界(jie)阻礙了(le)位(wei)(wei)錯的(de)運動，因而晶(jing)(jing)界(jie)強(qiang)(qiang)度高(gao)(gao)于(yu)晶(jing)(jing)粒本身(shen)；但(dan)在(zai)高(gao)(gao)溫時，沿晶(jing)(jing)界(jie)的(de)擴散速度比(bi)晶(jing)(jing)內擴散速度大(da)得多，晶(jing)(jing)界(jie)強(qiang)(qiang)度顯著降低。因此強(qiang)(qiang)化晶(jing)(jing)界(jie)對提(ti)高(gao)(gao)鋼(gang)的(de)熱強(qiang)(qiang)性是很有效的(de)。

  (6)綜合強(qiang)化(hua)。在實際(ji)生產上，強(qiang)化(hua)金(jin)屬材料大都(dou)是同時采(cai)用幾種強(qiang)化(hua)方(fang)法的綜合強(qiang)化(hua)，以充分發揮強(qiang)化(hua)能力。例如： 

  1）固溶強化十形變強化，常(chang)用于固溶體(ti)系(xi)合(he)金的強化。

  2）結晶強(qiang)化(hua)+沉(chen)淀強(qiang)化(hua)，用(yong)于鑄件強(qiang)化(hua)。   

 ; 3）馬氏體(ti)強化+表面(mian)形變強化。對一些承受(shou)疲勞載荷的構件，常(chang)在調質處(chu)理(li)后(hou)再進行噴丸或滾壓(ya)處(chu)理(li)。 

  4）固溶強化(hua)+沉淀強化(hua)。對于高溫承壓元件(jian)常采用這種(zhong)方(fang)法，以提高材(cai)(cai)料的高溫性能。有時(shi)還采用硼的強化(hua)晶界(jie)作用，進一步提高材(cai)(cai)料的高溫強度。    ?

  2.合(he)金元素(su)(su)對正(zheng)火(或(huo)退火)狀態鋼機械性(xing)能的影(ying)響正(zheng)火狀態下鋼有鐵素(su)(su)體(ti)和珠光體(ti)組織(zhi)。固溶強(qiang)(qiang)(qiang)化，結晶強(qiang)(qiang)(qiang)化，沉淀強(qiang)(qiang)(qiang)化。合(he)金元素(su)(su)不僅影(ying)響鋼材的強(qiang)(qiang)(qiang)度，同時也影(ying)響其韌性(xing)。

  3.合金元(yuan)素對(dui)調質(zhi)鋼機械性能(neng)的影響    

  合金元素(su)對調質(zhi)鋼機械性能的影響(xiang)，主(zhu)要是(shi)通過它們對淬透性和回火(huo)性的影響(xiang)而起作用的。主(zhu)要表現于(yu)下(xia)列幾(ji)方面(mian)。

  (1)   由于合金元(yuan)素增(zeng)加(jia)了鋼的(de)淬透性，使截面較大(da)的(de)零(ling)件(jian)也可淬透，在調質狀態下可獲得綜合機(ji)械(xie)性能優(you)良的(de)回(hui)火索氏體。

  (2)   許多合金元素(su)可使(shi)回(hui)火轉變過程緩慢，因而在高溫回(hui)火后，碳(tan)化物(wu)保持較細小(xiao)的(de)冪顆粒，使(shi)調質處理的(de)合金鋼能夠得到較好(hao)的(de)強度與韌(ren)性的(de)配合。

  (3)  高(gao)(gao)(gao)溫回火后，鋼(gang)的(de)組織(zhi)是由鐵素體和碳(tan)(tan)化物(wu)組成(cheng)，合金(jin)元素對(dui)鐵素體的(de)固(gu)溶強(qiang)化作用可提高(gao)(gao)(gao)調質(zhi)鋼(gang)的(de)強(qiang)度(du)。碳(tan)(tan)（C）：鋼(gang)中含碳(tan)(tan)量(liang)增加(jia)，屈(qu)服點和抗拉(la)強(qiang)度(du)升高(gao)(gao)(gao)，但塑性(xing)(xing)和沖擊性(xing)(xing)降低(di)(di)，當碳(tan)(tan)量(liang)0.23%超(chao)過時，鋼(gang)的(de)焊接性(xing)(xing)能變壞，因此(ci)用于焊接的(de)低(di)(di)合金(jin)結構(gou)鋼(gang)，含碳(tan)(tan)量(liang)一般不超(chao)過0.20%。碳(tan)(tan)量(liang)高(gao)(gao)(gao)還會降低(di)(di)鋼(gang)的(de)耐大氣腐蝕能力(li)，在(zai)露天料場(chang)的(de)高(gao)(gao)(gao)碳(tan)(tan)鋼(gang)就易銹蝕；此(ci)外，碳(tan)(tan)能增加(jia)鋼(gang)的(de)冷(leng)脆性(xing)(xing)和時效(xiao)敏感性(xing)(xing)。

  硅(gui)(gui)(gui)（Si）：在(zai)煉鋼(gang)(gang)過程中(zhong)加硅(gui)(gui)(gui)作為(wei)還原劑和(he)脫(tuo)氧(yang)劑，所以鎮(zhen)靜鋼(gang)(gang)含有(you)0.15－0.30%的硅(gui)(gui)(gui)。如果鋼(gang)(gang)中(zhong)含硅(gui)(gui)(gui)量超過0.50-0.60%,硅(gui)(gui)(gui)就算合金元素。硅(gui)(gui)(gui)能(neng)顯(xian)著提高鋼(gang)(gang)的彈(dan)(dan)性極限，屈(qu)服點和(he)抗(kang)拉(la)強度，故廣(guang)泛用于作彈(dan)(dan)簧(huang)鋼(gang)(gang)。在(zai)調(diao)質結構鋼(gang)(gang)中(zhong)加入1.0－1.2%的硅(gui)(gui)(gui)，強度可(ke)提高15－20%。硅(gui)(gui)(gui)和(he)鉬、鎢、鉻(ge)等結合，有(you)提高抗(kang)腐蝕性和(he)抗(kang)氧(yang)化的作用，可(ke)制造(zao)耐熱鋼(gang)(gang)。含硅(gui)(gui)(gui)1－4%的低碳鋼(gang)(gang)，具有(you)極高的導磁率，用于電器工業做矽鋼(gang)(gang)片。硅(gui)(gui)(gui)量增加，會降低鋼(gang)(gang)的焊接性能(neng)。

  錳(meng)(meng)（Mn）：在(zai)煉鋼(gang)(gang)(gang)過程中，錳(meng)(meng)是良好的(de)(de)(de)脫氧劑和脫硫劑，一般(ban)鋼(gang)(gang)(gang)中含錳(meng)(meng)0.30－0.50%。在(zai)碳素鋼(gang)(gang)(gang)中加入(ru)0.70%以上時就算“錳(meng)(meng)鋼(gang)(gang)(gang)”，較(jiao)一般(ban)鋼(gang)(gang)(gang)量(liang)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)不但(dan)有(you)足夠(gou)的(de)(de)(de)韌(ren)性(xing)(xing)，且有(you)較(jiao)高的(de)(de)(de)強度(du)和硬度(du)，提高鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)淬性(xing)(xing)，改善鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)熱加工性(xing)(xing)能(neng)，如16Mn鋼(gang)(gang)(gang)比A3屈服(fu)點高40%。含錳(meng)(meng)11－14%的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)有(you)極高的(de)(de)(de)耐磨性(xing)(xing)，用于挖土機鏟斗，球磨機襯板等。錳(meng)(meng)量(liang)增高，減弱鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)抗腐蝕能(neng)力，降低(di)焊接性(xing)(xing)能(neng)。

  鈦(Ti)：鈦是鋼中強(qiang)脫氧劑。它能(neng)使鋼的(de)內部組織致(zhi)密，細化晶粒(li)力；降低(di)時效敏(min)感性和冷(leng)脆性。改善焊接性能(neng)。在(zai)鉻18鎳9奧氏體不銹鋼中加入(ru)適當(dang)的(de)鈦，可避免晶間腐蝕(shi)。

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