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增大回火脆性和碳鋼一樣,合金鋼也產生回火脆性,而且更明顯。這是合金元素的不利影響。在450℃-600℃間發(fā)生的第二類回火脆性(高溫回火脆性)主要與某些雜質元素以及合金元素本身在原奧氏體晶界上的嚴重偏聚有關,多發(fā)生在含Mn、Cr、Ni等元素的合金鋼中。這是一種可逆回火脆性,回火后快冷(通常用油冷)可防止其發(fā)生。鋼中加入適當Mo或W(0.5%Mo,1%W)也可基本上這類脆性。合金元素對鋼的機械性能的影響提高鋼的強度是加入合金元素的主要目的之一。欲提高強度,就要設法增大位錯運動的阻力。金屬中的強化機制主要有固溶強化、位錯強化、細晶強化、第二相(沉淀和彌散)強化。合金元素的強化作用,正是利用了這些強化機制。
此外,加入少量銅(≤0.4%)和磷(0.1%左右)等,可提高抗腐蝕性能。加入少量稀土元素,可以脫硫、去氣,使鋼材凈化,改善韌性和工藝性能。常用低合金結構鋼16Mn是我國低合金高強鋼中用量多、產量的鋼種。使用狀態(tài)的組織為細晶粒的鐵素體—珠光體,強度比普通碳素結構鋼Q235高約20%~30%,耐大氣腐蝕性能高20%~38%。15MnVN中等級別強度鋼中使用多的鋼種。強度較高,且韌性、焊接性及低溫韌性也較好,被廣泛用于制造橋梁、鍋爐、船舶等大型結構。
強度級別超過500MPa后,鐵素體和珠光體組織難以滿足要求,于是發(fā)展了低碳貝氏體鋼。加入Cr、Mo、Mn、B等元素,有利于空冷條件下得到貝氏體組織,使強度更高,塑性、焊接性能也較好,多用于高壓鍋爐、高壓容器等。
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