合金元素在模具钢中的作用是什么？

　　

　　我们说的模具钢大部分是合金钢，因为铸造模具钢时加入合金元素可以提高模具钢的性能。我们来分享一下合金元素在模具钢中的作用。

　　

　　1、硅在钢中的作用:

　　

　　(1)增加钢中固溶体的强度和冷加工硬化的程度会降低钢的韧性和塑性。

　　

　　(2)硅能显著提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比，是一种通用弹簧钢。

　　

　　(3)耐腐蚀性。硅含量为15%-20%的高硅铸铁是一种良好的耐酸材料。当含硅钢在氧化气氛中加热时，表面也会形成二氧化硅薄膜，从而提高钢的高温抗氧化性。

　　

　　(4)缺点:钢的可焊性变差。

　　

　　2、锰在钢中的作用:

　　

　　(1)锰提高钢的淬透性。

　　

　　(2)锰对提高低碳和中碳珠光体钢的强度有显著作用。

　　

　　(3)锰提高了钢的高温瞬时强度。

　　

　　锰钢的主要缺点是:

　　

　　(1)锰含量高时，有明显的回火脆性。

　　

　　(2)锰能促进晶粒长大，所以锰钢对过热比较敏感。这个缺点可以通过添加晶粒细化元素如钼、钒和钛来克服。

　　

　　(3)当锰的质量分数超过1%时，钢的焊接性会变差。

　　

　　(4)锰会降低钢的耐腐蚀性。

　　

　　3、铬在钢中的作用:

　　

　　(1)铬可以提高钢的强度和硬度。

　　

　　(2)铬可以改善钢的高温力学性能。

　　

　　(3)钢材具有良好的耐腐蚀性和抗氧化性。

　　

　　(4)防止石墨化。

　　

　　(5)提高淬透性。

　　

　　缺点:①铬能显著提高钢的韧脆转变温度；②铬能促进钢的回火脆性。

　　

　　4、镍在钢中的作用:

　　

　　(1)可以提高钢的强度而不显著降低其韧性。

　　

　　(2)镍可以降低钢的韧脆转变温度，即提高钢的低温韧性。

　　

　　(3)改善钢的可加工性和焊接性。

　　

　　(4)镍能提高钢的耐腐蚀性，不仅耐酸，而且耐碱和大气腐蚀。

　　

　　5、钼在钢中的作用:

　　

　　(1)钼对铁素体有固溶强化作用。

　　

　　(2)提高钢的热强度

　　

　　(3)抗氢侵蚀。

　　

　　(4)提高钢的淬透性。

　　

　　缺点:钼的主要不利影响是能使低合金钼钢石墨化。

　　

　　6、钨在钢中的作用:

　　

　　(1)提高实力。

　　

　　(2)提高钢的高温强度。

　　

　　(3)提高钢的抗氢性。

　　

　　(4)使钢变得又热又硬；因此，钨是高速工具钢中的主要合金元素。

　　

　　7、钒在钢中的作用:

　　

　　(1)热强度。

　　

　　(2)钒能显著改善普通低碳低合金钢的焊接性。

　　

　　8、钛在钢中的作用:

　　

　　(1)钛可以提高钢的热强度、抗蠕变性和高温耐久性。

　　

　　(2)能提高钢在高温高压氢气中的稳定性。钢在高压下对氢的稳定性超过600℃。在珠光体低合金钢中，钛可以防止钼钢在高温下石墨化。因此，钛是锅炉高温部件用耐热钢的重要合金元素之一。

　　

　　9、铌在钢中的作用:

　　

　　(1)铌与碳、氮、氧有很强的结合力，并与它形成相应的极其稳定的化合物，因此可以细化晶粒，降低钢的过热敏感性和回火脆性。

　　

　　(2)优异的耐氢性。

　　

　　(3)铌可以提高钢的热强度。

　　

　　10、硼在钢中的作用；

　　

　　(1)提高钢的淬透性。

　　

　　(2)提高钢的高温强度。强化晶界的作用。

　　

　　11、铝在钢中的作用:

　　

　　(1)在炼钢中用作脱氧和固氮剂，可以细化晶粒，抑制低碳钢的时效，提高钢的低温韧性，特别是降低钢的韧脆转变温度；

　　

　　(2)提高钢的抗氧化性。人们对铁铝合金的抗氧化性进行了大量的研究。4%的AI可以改变氧化皮的结构，添加6%的A1可以使钢在980℃以下具有抗氧化性，铝和铬一起使用时，抗氧化性大大提高。例如，含50%-55%Fe，30%-35%Al，10%-15%的合金在1400℃仍具有良好的抗氧化性，由于铝的这种作用，近年来常将铝作为合金元素添加到耐热钢中。

　　

　　(3)另外，铝可以提高对硫化氢和V2O5的耐腐蚀性。

　　

　　缺点:①脱氧用铝过多，会促进钢的石墨化倾向。②铝含量高时，其高温强度和韧性低。