范文一:锰Mn 元素在不锈钢中的作用
锰Mn 元素在不锈钢中的作用
(2012/03/30 19:46)
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对不锈钢的显微组织及热处理的作用
1.锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,工业用钢中一般均含有一定量的锰
2.锰固溶于铁素体和奥氏体中,扩大奥氏体区,使临界温度A4点升高,A3点降低,当锰含量超过12%时,上临界点降至室温以下,使钢在室温时形成单一奥氏体组织。在降低共析温度同时,使共析体中的碳含量减少
3.锰强烈降低钢的Ad和马氏体转变温度(其作用仅次于碳)和钢中相变的速度,提高钢的淬透性,增加强余奥氏体含量
4.使钢的调质组织均匀、细化,避免了渗碳层中碳化物的聚集成块,但增大了钢的过热敏感性和回火脆性倾向
5.锰是弱碳化物形成元素
对不锈钢的力学性能的作用
1. 锰强化铁素体或奥氏体的作用不及碳、磷、硅,在增加强度的同时,对延展性无影响
2. 由于细化了珠光体,显著提高低碳和中碳珠光体钢的强度,使延展性有所降低
3.通过提高淬透性而提高了调质处理索氏体钢的力学性能
4.在严格控制热处理工艺、避免过热时的晶粒长大以及回火脆性的前提下,锰不会降低钢的韧性
对不锈钢的物理、化学及工艺性能的作用
1.随锰含量的增加,钢的热导率急剧下降,线胀系数上升,使快速加热或冷却时形成较大内应力,工件开裂倾向增大
2. 使钢的电导率急剧降低,电阻率相应增大,电阻温度系数下降
3.使矫顽力增大,饱和磁感、剩余磁感和磁导率均下降,因而锰对永磁合金有利,对软磁合金有害
4.锰含量很高时,钢的抗氧化性能下降
5.使钢中的硫形成较高熔点的MnS,避免了晶界上的FeS薄膜,消除钢的热脆性,改善热加 工性能
6.高锰奥氏体钢的变形阻力较大,且钢锭中柱状结晶明显,锻轧时较易开裂
7.由于提高了淬透性和降低了马氏体转变温度,对焊接性能有不利影响。在适当范围内应降低碳含量
在不锈钢中的应用
1易切削钢中常有适量的锰和磷,MnS夹杂使切屑易于碎断
2. 普通低合金钢中利用锰来强化铁素体和珠光体,提高钢的强度,锰含量一般为1%-2%
3.渗碳和调质合金结构钢的许多系列中含有不超过2%的锰
4.弹簧钢、轴承钢和工具钢中利用锰强烈提高淬透性的作用。可采用油淬和空冷的淬火工艺,减少开裂、扭曲和变形
5.耐磨钢、无磁钢、不锈钢、耐热钢,包括高碳高锰耐磨铸钢,低碳
高锰不锈钢,高锰耐热钢等
范文二:镍、锰、氮、碳在不锈钢中的作用
镍、锰、碳、硅在不锈钢中的作用?
镍是优良的?耐腐蚀材料?,也是合金钢?的重要合金?化元素。镍在钢中是?形成奥氏体?的元素,但低碳镍钢?要获得纯奥?氏体组织,含镍量要达?到24,;而只有含镍?27,时才使钢在?某些介质中?的耐腐蚀性?能显著改变?。所以镍不能?单独构成不?锈钢。但是镍与铬同时存在于??不锈钢中时?,含镍的不锈?钢却具有许?多可贵的性?能。
基于上面的?情况可知,镍作为合金?元素在不锈?钢中的作用?,在于它使高?铬钢的组织?发生变化,从而使不锈?钢的耐腐蚀?性能及工艺?性能获得某?些改善。
铬镍奥氏体?钢的优点虽?然很多,但近几十年?来由于镍基?耐热合金与?含镍20,以下的热强?钢的大量发?展与应用,以及化学工?业日益发展?对不锈钢的?需要量越来?越大,而镍的矿藏?量较少且又?集中分布在?少数地区,因此在世界?范围内出现?了镍在供和?需方面的矛?盾。所以在不锈?钢与许多其?他合金领域?(如大型铸锻?件用钢、工具钢、热强钢等)中,特别是镍 的资源比较?缺乏的国家?,广泛地开展?了节镍和以?其他元素代?镍的科学研?究与生产实?践,在这方面研?究和应用比?较多的是以?锰和氮来代?替不锈钢与?耐热钢中的?镍。
锰对于奥氏?体的作用与?镍相似。但说得确切?一些,锰的作用不?在于形成奥?氏体,而是在于它降低钢的临??界淬火速度?,在冷却时增?加奥氏体的?稳定性,抑制奥氏体?的分解,使高温下形?成的奥氏体?得以保持到?常温。在提高钢的?耐腐蚀性能?方面,锰的作用不?大,如钢中的 含锰量从0?到10(4%变化,也不使钢在?空气与酸中?的耐腐蚀性?能发生明显?的改变。这是因为锰?对提高铁基?固溶体的电?极电位的作?用不大,形成的氧化?膜的防护作?用也很低,所以工业上?虽有以锰合?金化的奥氏?体钢(如40Mn?18Cr4?,50Mn1?8Cr4W?N、ZGMn1?3钢等),但它们不能?作为不锈钢?使用。 锰在钢中稳?定奥氏体的?作用约为镍?的二分之一?,即2,的氮在钢中?的作用也是?稳定奥氏体?,并且作用的?程度比镍还?要大。例如,欲使含18?,铬的钢在常?温下获得奥?氏体组织,以锰和氮代?镍的低镍不?锈钢与元镍?的铬锰氮不?诱钢,目前已在工?业中获得应?用,有的已成功?地代替了经?典的18-8铬镍不锈?钢。
碳是工业用钢的主要元??素之一,钢的性能与?组织在很大?程度上决定?于碳在钢中?的含量及其?分布的形式?,在不锈钢中?碳的影响尤?为显著。碳在不锈钢?中对组织的?影响主要表?现在两方面?,一方面碳是?稳定奥氏体?的元素,并且作用的?程度很大(约为镍的3?0倍),另一方面由?于碳和铬的?亲和力很大?,与铬形成—系列复杂的?碳化物。所以,从强度与耐?腐烛性能两?方面来看,碳在不锈钢?中的作用是?互相矛盾的?。
认识了这一?影响的规律?,我们就可以?从不同的使?用要求出发?,选择不同含?碳量的不锈?钢。
例如工业中?应用最广泛?的,也是最起码?的不锈钢——0Crl3?,4Cr13?这五个钢号?的标准含铬?量规定为1?2,14,,就是把碳要?与铬形成碳?化铬的因素?考虑进去以?后才决定的?,目的即在于?使碳与铬结?合成碳化铬?以后,固溶体中的?含铬量不
致?低于11.7,这一最低限?度的含铬量?。
就这五个钢?号来说由于?含碳量不同?,强度与耐腐?蚀性能也是?有区别的,0Cr13?,2Crl3?钢的耐腐蚀?性较好但强?度低于3C?rl3和4?Cr13钢?,多用于制造?结构零件,后两个钢号?由于含碳较?高而可获得?高的强度多?用于制造弹?簧、刀具等要求?高强度及耐?磨的零件。又如为了克?服18,8铬镍不锈?钢的晶间腐?蚀,可以将钢的?含碳量降至?0.03,以下,或者加入比?铬和碳亲和?力更大的元?素(钛或铌),使之不形成?碳化铬,再如当高硬?度与耐磨性?成为主要要?求时,我们可以在?增加钢的含?碳量的同时?适当地提高?含铬量,做到既满足?硬度与耐磨?性的要求,又兼顾—定的耐腐蚀?功能,工业上用作?轴承、量具与刃具?有不锈钢9?Cr18和?9Cr17?MoVCo?钢,含碳量虽高?达0.85,0.95,,由于它们的?含铬量也相?应地提高了?,所以仍保证?了耐腐蚀的?要求。
总的来讲,目前工业中?获得应用的?不锈钢的含?碳量都是比?较低的,大多数不锈?钢的含碳量?在0.1,0.4,之间,耐酸钢则以?含碳0.1,0.2,的居多。含碳量大于?0.4,的不锈钢仅?占钢号总数?的一小部分?,这是因为在?大多数使用?条件下,不锈钢总是?以耐腐蚀为?主要目的。此外,较低的含碳?量也是出于?某些工艺上?的要
求,如易于焊接?及冷变形等?。
硅(Si):在炼钢过程?中加硅作为?还原剂和脱?氧剂,所以镇静钢?含有0.15,0.30%的硅。如果钢中含?硅量超过0?.50-0.60%,硅就算合金?元素。硅能显著提?高钢的弹性?极限,屈服点和抗?拉强度,故广泛用于?作弹簧钢。在调质结构?钢中加入1?.0,1.2%的硅,强度可提高?15,20%。硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐?蚀性和抗氧?化的作用,可制造耐热?钢。含硅1,4%的低碳钢,具有极高的?导磁率,用于电器工?业做矽钢片?。硅量增加,会降低钢的?焊接性能。
范文三:镍、锰、氮、碳在不锈钢中的作用[汇总]
镍、锰、碳、硅在不锈钢中的作用
镍是优良的耐腐蚀材料,也是合金钢的重要合金化元素。镍在钢中是形成奥氏体的元素,但低碳镍钢要获得纯奥氏体组织,含镍量要达到24,;而只有含镍27,时才使钢在某些介质中的耐腐蚀性能显著改变。所以镍不能单独构成不锈钢。但是镍与铬同时存在于不锈钢中时,含镍的不锈钢却具有许多可贵的性能。
基于上面的情况可知,镍作为合金元素在不锈钢中的作用,在于它使高铬钢的组织发生变化,从而使不锈钢的耐腐蚀性能及工艺性能获得某些改善。
铬镍奥氏体钢的优点虽然很多,但近几十年来由于镍基耐热合金与含镍20,以下的热强钢的大量发展与应用,以及化学工业日益发展对不锈钢的需要量越来越大,而镍的矿藏量较少且又集中分布在少数地区,因此在世界范围内出现了镍在供和需方面的矛盾。所以在不锈钢与许多其他合金领域(如大型铸锻件用钢、工具钢、热强钢等)中,特别是镍 的资源比较缺乏的国家,广泛地开展了节镍和以其他元素代镍的科学研究与生产实践,在这方面研究和应用比较多的是以锰和氮来代替不锈钢与耐热钢中的镍。
锰对于奥氏体的作用与镍相似。但说得确切一些,锰的作用不在于形成奥氏体,而是在于它降低钢的临界淬火速度,在冷却时增加奥氏体的稳定性,抑制奥氏体的分解,使高温下形成的奥氏体得以保持到常温。在提高钢的耐腐蚀性能方面,锰的作用不大,如钢中的 含锰量从0到10(4%变化,也不使钢在空气与酸中的耐腐蚀性能发生明显的改变。这是因为锰对提高铁基固溶体的电极电位的作用不大,形成的氧化膜的防护作用也很低,所以工业上虽有以锰合金化的奥氏体钢(如40Mn18Cr4,50Mn18Cr4WN、ZGMn13钢等),但它们不能作为不锈钢使用。 锰在钢中稳定奥氏体的作用约为镍的二分之一,即2,的氮在钢中的作用也是稳定奥氏体,并且作用的程度比镍还要大。例如,欲使含18,
铬的钢在常温下获得奥氏体组织,以锰和氮代镍的低镍不锈钢与元镍的铬锰氮不诱钢,目前已在工业中获得应用,有的已成功地代替了经典的18-8铬镍不锈钢。
碳是工业用钢的主要元素之一,钢的性能与组织在很大程度上决定于碳在钢中的含量及其分布的形式,在不锈钢中碳的影响尤为显著。碳在不锈钢中对组织的影响主要表现在两方面,一方面碳是稳定奥氏体的元素,并且作用的程度很大(约为镍的30倍),另一方面由于碳和铬的亲和力很大,与铬形成—系列复杂的碳化物。所以,从强度与耐腐烛性能两方面来看,碳在不锈钢中的作用是互相矛盾的。
认识了这一影响的规律,我们就可以从不同的使用要求出发,选择不同含碳量的不锈钢。
例如工业中应用最广泛的,也是最起码的不锈钢——0Crl3,4Cr13这五个钢号的标准含铬量规定为12,14,,就是把碳要与铬形成碳化铬的因素考虑进去以后才决定的,目的即在于使碳与铬结合成碳化铬以后,固溶体中的含铬量不致低于11.7,这一最低限度的含铬量。
就这五个钢号来说由于含碳量不同,强度与耐腐蚀性能也是有区别的,0Cr13,2Crl3钢的耐腐蚀性较好但强度低于3Crl3和4Cr13钢,多用于制造结构零件,后两个钢号由于含碳较高而可获得高的强度多用于制造弹簧、刀具等要求高强度及耐磨的零件。又如为了克服18,8铬镍不锈钢的晶间腐蚀,可以将钢的含碳量降至0.03,以下,或者加入比铬和碳亲和力更大的元素(钛或铌),使之不形成碳化铬,再如当高硬度与耐磨性成为主要要求时,我们可以在增加钢的含碳量的同时适当地提高含铬量,做到既满足硬度与耐磨性的要求,又兼顾—定的耐腐蚀功能,工业上用作轴承、量具与刃具有不锈钢9Cr18和9Cr17MoVCo钢,含碳量虽高达0.85,0.95,,由于它们的含铬量也相应地提高了,所以仍保证了耐腐蚀的要求。
总的来讲,目前工业中获得应用的不锈钢的含碳量都是比较低的,大多数不锈钢的含碳量在0.1,0.4,之间,耐酸钢则以含碳0.1,0.2,的居多。含碳量大于0.4,的不锈钢仅占钢号总数的一小部分,这是因为在大多数使用条件下,不锈钢总是以耐腐蚀为主要目的。此外,较低的含碳量也是出于某些工艺上的要求,如易于焊接及冷变形等。
硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15,0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0,1.2%的硅,强度可提高15,20%。硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。含硅1,4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。硅量增加,会降低钢的焊接性能。
范文四:不锈钢中镍碳锰等元素的作用
元素分析检测不锈钢镍元素的作用
镍在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的晶体结构。在不锈钢中增加镍的一个主要原因就是形成奥氏体晶体结构,来改善这些可塑性、可焊接性和韧性等不锈钢的属性,所以镍被称为奥氏体形成元素。普通碳钢的晶体结构称为铁氧体,呈体心立方(BCC)结构,加入镍,促使晶体结构从体心立方(BCC) 结构转变为面心立方(FCC)结构,这种结构被称为奥氏体。然而,镍并不是唯一具有此种性质的元素。常见的奥氏体形成元素有:镍、碳、氮、锰、铜。这些元素在形成奥氏体方面的相对重要性对于预测不锈钢的晶体结构具有重要意义。
多元素分析仪通过溶样后,上机检测出镍的含量来判断不锈钢的好坏。www.gchxfxy.com
范文五:不锈钢标准中的铬锰系之作用
不锈钢标准中的铬锰系(美国200系) 奥氏体不锈钢
无锡不锈钢市场 2007-1-15 16:38:57
奥氏体不锈钢可分为铬镍系奥氏体不锈钢和铬锰系奥氏体不锈钢两个系列。
铬镍系奥氏体不锈钢以镍为主要奥氏体化元素。它们在多种腐蚀介质中具有优秀的耐
腐蚀性能和良好的综合力学性能、工艺性能及可焊性,因而在化工、石油、海洋、食品、轻
工等多种领域具有广泛的用途。但这个系列的钢强度和硬度偏低,不宜在承受较重负荷及对
硬度和耐磨性有较高要求的设备和部件上使用。
铬锰系奥氏体不锈钢是往钢中加入锰和(或) 氮代替贵重金属镍元素而发展起来的,它
的奥氏体化元素,除锰之外还有氮,一般还有适量的镍。钢中锰起稳定奥氏体的作用。由于
氮强烈地形成并稳定奥氏体且起很好的固溶强化作用,提高了奥氏体不锈钢的强度,因此这
个系列的不锈钢,适宜在承受较重负荷而耐蚀性要求不太高的设备和部件上使用。
近年来,我国的不锈钢消费量急剧增长,铬锰系奥氏体不锈钢在国内的生产、使用发
展很快,而且进口量很大。为了更好地了解铬锰系奥氏体不锈钢的特性和用途,做到正确选
材,合理用材,本文特从不锈钢标准这个侧面对列入标准的铬锰系奥氏体不锈钢牌号做些介
绍。
标准中的铬锰系奥氏体不锈钢牌号
我国不锈钢标准中的铬锰系(相当于美国200系) 奥氏体不锈钢牌号
我国现有不锈钢产品标准44项,其中国家标准3l 项,行业标准13项,包括了热加
工和冷加工的棒、型、板、带、管、盘条、丝、绳等多类通用及专用的材料标准。其中,列
有铬锰系奥氏体不锈钢牌号且具有代表性的主要产品标准是热轧棒材、热轧钢板钢带、冷轧
钢板钢带、盘条等几个标准。这些标准的现行版中列有铬锰奥氏体钢5个牌号,其中热轧
和冷轧钢板钢带标准进行了修订,新修订标准中又增加了2个牌号。这些牌号与美国
ASTM200系列牌号的对应关系或其来源,以及主要化学成分列于表1,各牌号的主要特性
和用途举例列于表2。
从表1、表2看出,这些牌号都是国内外生产使用成熟的牌号,列入正式标准也有很
长时间。从各牌号的主要化学成分看,只有2Crl3Mn9Ni4一个牌号的铬含量为13%,其
余牌号的铬都在15%、16%、17%、18%。而2Crl3Mn9Ni4的镍含量平均大于4%,锰
含量为9%,碳含量较高为0.15%-0.30%,因此该钢具有较高的力学性能和较好的耐
大气腐蚀性能,目前主要用于制造飞机机身和机尾上的结构零件。该牌号已从GB /T3280
新修订版中取消,专门列入航空用不锈钢板标准中。再看镍含量,03Crl6Mn8Ni2N 和
2Crl5Mnl5Ni2N 两个牌号的镍低一点,为2%。其余牌号都在4%以上。
03Crl6Mn8Ni2N(204),在美国ASTM A666“退火或冷加工奥氏体不锈钢厚板、薄板、
钢带和扁钢”和ASTM A240“压力容器用耐热铬及铬镍不锈钢厚板、薄板和钢带”两个标准
中均有此牌号,并已于去年列入我国不锈钢协会技术规范SSCS /R1-2003(Cr-Mn系不锈
钢厚板、薄板和钢带》 中。2Crl5Mnl5Ni2N 则是国内研制的代替1Crl8Ni9Ti 制造电子
设备无磁元件的专用材料。
表一 我国不锈钢标准中的铬锰系奥氏体不锈钢 序钢号 号 标准 主要化学成分,% 相当于GB/美国 GB/T328GB/T423ASTM20T43GB/T1220冷轧钢 7热轧钢 0 56-0-1992 C Cr Mn 199199200系列牌热轧棒材 新修 新修 2 2 号 2盘订版 订版 年版 年版 条
√ √ √ √ √ √ Ni N 其它 1Cr17Mn6Ni51 201 N
03Cr17Mn6Ni 2 201L 5N
1Cr18Mn8Ni53 202 N 16.003.505.50≤0.25 ≤0.15 ~~- ~7.5 18.00 5.50 √ √ 3.5016.005.50≤0.03≤0.25 ~~- 0 ~7.5 5.50 18.00 17.004.007.50 ≤0.15 ≤0.25 ~~- ~10 19.00 6.00
√ √ √ √ √ 15.001.500.15≤0.037.00~~~- 0 ~9 17.00 3.50 0.30 03Cr16Mn8Ni S20400 4 √ 2N (204)
1Cr18Mn10Ni 国内研5 √ 5Mo3N 制
沿用前
6 2Cr13Mn9Ni4 苏联
гост
2Cr15Mn15Ni 国内研7 2N 制
√ √ 17.004.000.20Mo2.88.50 ≤0.10 ~~~0~~12 19.00 6.00 0.30 3.50 0.1512.008.003.70- √ ~~~- ~10 0.25 14.00 5.00 0.1514.0014.001.500.15 √ ~~~~- ~16 0.25 16.00 3.00 0.30
表二 铬锰系奥氏体不锈钢的特性和用途
钢号 主要特性和用途
以锰、氮代镍节镍钢种。性能与1Cr17Ni17相近,可代替1Cr17Ni17使用。在固
1Cr17Mn6Ni5N (201) 溶态无磁,冷加工后具有轻微磁性。主要用于制造旅馆设备、厨房用具、水池、交通
车辆构件等。
03Cr17Mn6Ni5N
(201L) 1Cr17Mn6Ni5N 的超低碳钢,特性与用途与1Cr17Mn6Ni5N 相同,但耐腐蚀性比之要好。
以锰、氮代镍节镍钢种。是Cr-Mn-Ni-N 型最典型、发展比较完善的钢种,在800
℃以下具有很好的抗氧化性,且保持较高的强度,可替代1Cr18Ni9钢使用。主要用
于制作在800℃以下经受弱介质腐蚀和承受负荷的零件,如炊具等;还可用来制造教
低温度下稀硝酸中工作的化工设备,如稀硝酸地下贮槽、硝铵真空蒸发器等。
以锰、氮代镍节镍钢种。选自美国ASTM 牌号S20400(204),具有较高强度和经受弱
介质腐蚀的性能。 1Cr18Mn8Ni5N (202) 03Cr16Mn8Ni2N (204)
1Cr18Mn10Ni5Mo3N 以锰、氮代镍节镍钢种。在一些有机酸中它具有良好的耐蚀性,多用于制造尿素、维(国内研制) 尼纶、丙烯腈等工业设备以代替含钼2%~3%的铬镍奥氏体不锈钢。
具有较高的力学性能和良好耐大气腐蚀性能,但耐均匀腐蚀性能稍差,在固溶状态下
塑性较高,可进行深压延及其它类型的冷冲压、切削加工性能较差,点焊和滚焊效果
良好(用其它焊接方法的焊接接头常产生晶介腐蚀)。主要用于制造要求较高强度、
一定的耐大气腐蚀能力、用点焊连接的结构件和冲压件,如飞机机身与机尾上的零件。
以锰、氮代镍节镍低磁钢种。具有一定的抗腐蚀性能,相当于2Cr18Ni9钢的水平;
低磁性和低磁稳定性优于1Cr18Ni9Ti ,加工性能和成型工艺性能与1Cr18Ni9Ti
相似。主要用于代1Cr18Ni9Ti 制造电子设备传感器无磁元件、录像机的机密轴等。2Cr13Mn9Ni4 (沿用гост) 2Cr15Mn15Ni2N (国内研制)
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