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(yè)---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(fā)展需要而誕生的專業(yè)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(yè)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.金屬材料的強化方法

  金屬材料的強化途徑，主要有以下幾個方面；

  (1)結晶強化。結晶強化就是通過控制結晶條件，在凝固結晶以后獲得良好的宏觀組織和顯微組織，從而提高金屬材料的性能。它包括：

  細化晶粒。細化晶?？梢允菇饘俳M織中包含較多的晶界，由于晶界具有阻礙滑移變形作用，因而可使金屬材料得到強化。同時也改善了韌性，這是其它強化機制不可能做到的；提純強化。在澆注過程中，把液態(tài)金屬充分地提純，盡量減少夾雜物，能顯著提高固態(tài)  金屬的性能。夾雜物對金屬材料的性能有很大的影響。在損壞的構件中，常可發(fā)現有大量的夾雜物。采用真空冶煉等方法，可以獲得高純度的金屬材料。

  (2)形變強化。金屬材料經冷加工塑性變形可以提高其強度。這是由于材料在塑性變形后  位錯運動的阻力增加所致。

  (3)固溶強化．通過合金化(加入合金元素)組成固溶體，使金屬材料得到強化稱為固溶強化。   

  (4)相變強化。合金化的金屬材料，通過熱處理等手段發(fā)生固態(tài)相變，獲得需要的組織結構，使金屬材料得到強化，稱為相變強化．

相變強化可以分為兩類： 

  1)沉淀強化(或稱彌散強化)。在金屬材料中能形成穩(wěn)定化合物的合金元素，在一定條件下，使之生成的第二相化合物從固溶體中沉淀析出，彌散地分布在組織中，從而有效地提高材料的強度，通常析出的合金化合物是碳化物相。在低合金鋼(低合金結構鋼和低合金熱強鋼)中，沉淀相主要是各種碳化物，大致可分為三類。一是立方晶系，如TiC、V4C3，NbC等，二是六方晶系，如M02、W2C、WC等，三是正菱形，如Fe3C。對低合金熱強鋼高溫強化最有效的是體心立方晶系的碳化物。  

  2)馬氏體強化。金屬材料經過淬火和隨后回火的熱處理工藝后，可獲得馬氏體組織，使材料強化。但是，馬氏體強化只能適用于在不太高的溫度下工作的元件，工作于高溫條件下的元件不能采用這種強化方法。

  (5)晶界強化。晶界部位的自由能較高，而且存在著大量的缺陷和空穴，在低溫時，晶界阻礙了位錯的運動，因而晶界強度高于晶粒本身；但在高溫時，沿晶界的擴散速度比晶內擴散速度大得多，晶界強度顯著降低。因此強化晶界對提高鋼的熱強性是很有效的。

  (6)綜合強化。在實際生產上，強化金屬材料大都是同時采用幾種強化方法的綜合強化，以充分發(fā)揮強化能力。例如： 

  1）固溶強化十形變強化，常用于固溶體系合金的強化。

  2）結晶強化+沉淀強化，用于鑄件強化。   

  3）馬氏體強化+表面形變強化。對一些承受疲勞載荷的構件，常在調質處理后再進行噴丸或滾壓處理。 

  4）固溶強化+沉淀強化。對于高溫承壓元件常采用這種方法，以提高材料的高溫性能。有時還采用硼的強化晶界作用，進一步提高材料的高溫強度。    ?

  2.合金元素對正火(或退火)狀態(tài)鋼機械性能的影響正火狀態(tài)下鋼有鐵素體和珠光體組織。固溶強化，結晶強化，沉淀強化。合金元素不僅影響鋼材的強度，同時也影響其韌性。

  3.合金元素對調質鋼機械性能的影響    

  合金元素對調質鋼機械性能的影響，主要是通過它們對淬透性和回火性的影響而起作用的。主要表現于下列幾方面。

  (1)   由于合金元素增加了鋼的淬透性，使截面較大的零件也可淬透，在調質狀態(tài)下可獲得綜合機械性能優(yōu)良的回火索氏體。

  (2)   許多合金元素可使回火轉變過程緩慢，因而在高溫回火后，碳化物保持較細小的冪顆粒，使調質處理的合金鋼能夠得到較好的強度與韌性的配合。

  (3)  高溫回火后，鋼的組織是由鐵素體和碳化物組成，合金元素對鐵素體的固溶強化作用可提高調質鋼的強度。碳（C）：鋼中含碳量增加，屈服點和抗拉強度升高，但塑性和沖擊性降低，當碳量0.23%超過時，鋼的焊接性能變壞，因此用于焊接的低合金結構鋼，含碳量一般不超過0.20%。碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力，在露天料場的高碳鋼就易銹蝕；此外，碳能增加鋼的冷脆性和時效敏感性。

  硅（Si）：在煉鋼過程中加硅作為還原劑和脫氧劑，所以鎮(zhèn)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，故廣泛用于作彈簧鋼。在調質結構鋼中加入1.0－1.2%的硅，強度可提高15－20%。硅和鉬、鎢、鉻等結合，有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用，可制造耐熱鋼。含硅1－4%的低碳鋼，具有極高的導磁率，用于電器工業(yè)做矽鋼片。硅量增加，會降低鋼的焊接性能。

  錳（Mn）：在煉鋼過程中，錳是良好的脫氧劑和脫硫劑，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，提高鋼的淬性，改善鋼的熱加工性能，如16Mn鋼比A3屈服點高40%。含錳11－14%的鋼有極高的耐磨性，用于挖土機鏟斗，球磨機襯板等。錳量增高，減弱鋼的抗腐蝕能力，降低焊接性能。

  鈦(Ti)：鈦是鋼中強脫氧劑。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。在鉻18鎳9奧氏體不銹鋼中加入適當的鈦，可避免晶間腐蝕。

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——責任編輯：濟南鴻慷機電設備公司01銷售顧問

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