H13 钢中主要合金元素的作用如下
铬: 铬在钢中可形成铬的碳化物, 能提高钢的高温强度和耐磨性, 使C曲线右移,提高钢的淬透性和回火稳定性。铬和其他碳化物形成元素一起提供给钢具有较高的淬透性和好的抗软化能力,H13钢在空冷条件下能够淬硬。在6barN2气体真空处理条件下可淬透直径为160mm。但铬的加入会增加碳化物的不均匀程度,致使钢中会出现亚稳定的共晶碳化物,这种碳化物现在国内一般可用高碳铬轴承钢相关标准予以评定。铬含量的提高有利于增加材料的热强度,但对韧度不利。
钼: 钼也是碳化物形成元素, 和铬一样, 可提高钢的高温硬度和淬透性。钼还可细化晶粒,减小回火脆性。
钒: 钒比铬和钼更容易形成碳化物, 极少溶入铁的固溶体中。钒的碳化物使钢具有良好的热硬性,并可细化晶粒, 提高钢的耐磨性。
硅: 硅是对铁素体进行置换固溶强化非常有效的元素, 仅次于磷,但在一定程度上降低钢的韧度和塑性。一般都将硅限制在钢脱氧需要的范围内。如果将Si 作为合金元素加入钢中,其量一般不小于0.40%。硅也为提高回火抗力的有效元素。Si 降低碳在铁素体中的扩散速度, 使回火时析出的碳化物不易聚集,增加回火稳定性。硅易使钢呈现带状组织,使钢的横向性能比纵向性能差, 也使钢的脆性转折温度升高。Si 还具有促进钢的脱碳敏感性,但Si 有利于高温抗氧化性的提高。
锰: 锰可以改变钢在凝固时所形成的氧化物的性质和形状。它与S 有较大的亲合力,可以避免在晶界上形成低熔点的硫化物FeS, 而以具有一定塑性的MnS 存在, 从而消除硫的有害影响, 改善钢的热加工性能。Mn具有固溶强化作用, 从而提高铁素体和奥氏体的强度和硬度, 其固溶强化效果不及碳、磷和硅,但其对钢的延展性几乎没有影响。在铁素体-珠光体型钢中Mn是唯一可使屈服强度增加又使冷脆转变温度变化小的合金元素。
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