Добавление различных элементов металла в сплаве может значительно повлиять на его механические свойства (такие как прочность, твердость, пластичность, прочность, коррозионная стойкость и т. Д.). Ниже приведены роли общих металлических элементов в сплавах и их влияние на механические свойства:

1. Углерод (с)

Использование: в основном встречается в стали и чугуне, образуя карбиды с железом (например, Fe3c).

Влияние:

Прочность/твердость: повышение содержания углерода значительно увеличивает твердость и прочность (например, высокую углеродную сталь), но чрезмерные количества могут привести к хрупкости.

Пластичность: чем выше содержание углерода, тем ниже пластичность и прочность.

Свариваемость: высокая углеродистая сталь имеет плохие сварки.

2. Хром (Cr)

Используйте: ключевой элемент для нержавеющей стали (например, 304, 316) и инструментальной стали.

Влияние:

Коррозионная устойчивость: образует пассивную оксидную пленку (CR2O3) для улучшения устойчивости к окислению и коррозионной стойкости.

Твердость/прочность: образует карбиды с углеродом (например, CR23C6), чтобы улучшить твердость и износ.

Высокая температура: повышает высокую прочность на температуре (например, термостойкую сталь).

3. Никель (NI)

Применение: нержавеющая сталь (такая как 304), высокие температурные сплавы (такие как inconel) и коррозионные сплавы.

Влияние:

Прочности: улучшает низкотемпературную выносливость и пластичность (например, никелевую сталь для низкотемпературной среды).

Коррозионная устойчивость: повышает устойчивость к кислотам и щелочкам.

Стабилизация аустенита: в нержавеющей стали она сотрудничает с хромом с образованием аустенитной структуры (например, 304 стали).

4. Molybdenum (Mo)

Применение: высокопрочная сталь (такая как 4140), нержавеющая сталь (такая как 316) и высокотемпературные сплавы.

Влияние:

Прочность/теплостойкость: повышает высокую прочность и сопротивление ползучести.

Коррозионная стойкость: повышает сопротивление коррозии хлоридного напряжения (например, из нержавеющей стали 316).

Уточнение зерна: улучшает закаленность.

5. марганец (MN)

Применение: углеродистая сталь (такая как A36), высокопрочная сплавная сталь (HSLA) и аустенитная марганцевая сталь (например, Hadfield Steel).

Влияние:

Дейксирация/десульфуризация: уменьшает вредное воздействие серы (образует MNS вместо FES).

Утвердимость: улучшает устойчивость и износ (например, сталь с высокой маргаленкой для ведра экскаваторов).

Стабилизация аустенита: частичная замена никеля в нержавеющей стали.

6. Кремний (SI)

Использование: Spring Steel (например, 65 мн), электрическая сталь и алюминиевые сплавы (например, серия 4xxx).

Влияние:

Прочность/эластичность: улучшает прочность и упругой предел стали (например, кремниевая мангунская весенняя сталь).

Разоксидийзер: удаляет кислород во время создания стали.

Магнитные свойства: улучшает магнитную проницаемость электрической стали.

7. Алюминий (AL)

Использование: алюминиевые сплавы (например, 6061), высокотемпературные сплавы (например, fe-cr-al) и декидизаторы.

Влияние:

Легкий вес: уменьшает плотность (алюминиевые сплавы примерно на 2/3 легче, чем сталь).

Коррозионное сопротивление: формы Al2O3 защитная пленка.

Уточнение зерна: ингибирует рост зерна в стали.

8. Титан (TI)

Приложения: титановые сплавы (например, TI-6AL-4V), нержавеющие стали (например, 321) и высокотемпературные сплавы.

Влияние:

Прочность/соотношение веса: титановые сплавы имеют чрезвычайно высокую удельную прочность.

Коррозионная устойчивость: сопротивляется коррозии морской воды и хлорида.

Образование карбида: фиксирует углерод в стали, чтобы предотвратить межранальную коррозию (например, 321 нержавеющая сталь).

9. Медь (CU)

Применение: латунь (Cu-ZN), бронза (Cu-SN) и стали-хардирующие осадки (например, 17-4PH).

Влияние:

Коррозионная стойкость: улучшает атмосферную коррозионную стойкость (например, сталь выветривания).

Электрическая/теплопроводность: медные сплавы имеют превосходную электрическую проводимость.

Укрепление осадков: формы ε-CU фазы в стали (например, из нержавеющей стали 17-4PH).

10. vanadium (v)

Приложения: инструментальные стали (например, D2), высокопрочные сплавные стали (HSLA).

Влияние:

Уточнение зерна: образование карбонотридов (таких как VC) для ингибирования роста зерна.

Сила/прочность: улучшить прочность при сохранении прочности (например, HSLA Steel).

11. вольфрамовый (w)

Применение: высокоскоростная сталь (например, M2), цементированный карбид (WC-CO) и высокотемпературные сплавы.

Влияние:

Высокотемпературная твердость: формирование износостойких карбидов (таких как W2C).

Красная твердость: высокоскоростная сталь поддерживает твердость при высоких температурах.

12. Цинк (Zn)

Применение: оцинкованная сталь (профилактика ржавчины), латунь (Cu-ZN) и алюминиевые сплавы (такие как серия 7xxx).

Влияние:

Защита от жертвы: цинк защищает стальную матрицу.

Сила: образует фазу укрепления в алюминиевых сплавах (например, Zn-Mg-Cu, 7075 алюминиевый сплав).

Резюме: Основное влияние элементов на механические свойства.

Регулируя содержание и комбинацию этих элементов, сплавы могут быть разработаны для удовлетворения конкретных потребностей (таких как высокопрочные стали, устойчивые к коррозии сплавы или высокотемпературные сплавы).