本專題中，我們主要學(xué)習(xí)合金元素在金屬中的作用。一般，可以從以下四個(gè)方面探討：
一、對(duì)金屬的顯微組織及熱處理的影響
二、對(duì)金屬力學(xué)性能的影響
三、對(duì)金屬物理參數(shù)、化學(xué)性能和加工工藝的影響
四、在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用
如今的工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中，最常用的合金元素有硅、錳、鉻、鎳、鉬、鎢、釩、鈮、硼、氮、磷、硫、硒、銻、碲、鋁等。接下來的課題，我們?yōu)榇蠹乙灰唤榻B每種元素在上述四個(gè)方面對(duì)金屬的影響和應(yīng)用。
硅Si在鋼中的作用
一、硅對(duì)鋼的顯微組織及熱處理的影響
合金元素Si在模具鋼中的作用
⒈合金元素Si對(duì)模具鋼的顯微組織及熱處理的作用
⑴、作為鋼中的合金元素，其含量一般不低于0.4%。以固溶體形態(tài)存在于鐵素體或奧氏體中，縮小奧氏體相區(qū)；
⑵、提高退火、正火和淬火溫度，在亞共析鋼中提高淬透性；
⑶、硅不形成碳化物，有強(qiáng)烈的促進(jìn)碳的石墨化的作用，在硅含量較高的中碳和高碳鋼中，如不含有強(qiáng)碳化物形成元素，易在一定溫度條件下發(fā)生石墨化；
⑷、在滲碳鋼中，硅減小滲碳層厚度和碳的濃度；
⑸、硅對(duì)鋼水有良好脫氧作用。
⒉合金元素Si對(duì)模具鋼的力學(xué)性能的作用
⑴、提高鐵素體和奧氏體的硬度和強(qiáng)度，其作用較Mn、Ni、Cr、W、Mo、V等更強(qiáng)；顯著提高鋼的彈性極限、屈服強(qiáng)度和屈強(qiáng)比(δs/δb)，并提高疲勞強(qiáng)度和疲勞比(δ-1/δb)；
⑵、硅含量超過3%時(shí)顯著降低鋼的塑性和韌性；硅提高塑6脆轉(zhuǎn)變溫度；
⑶、硅易使鋼中形成帶狀組織，使橫向性能低于縱向性能；
⑷、改善鋼的耐磨性能。
⒊合金元素Si對(duì)模具鋼的物理、化學(xué)及工藝性能的作用
⑴、降低鋼的密度、熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率和電阻溫度系數(shù)；
⑵、硅鋼片的渦流損耗量顯著低于純鐵，矯頑力、磁阻和磁滯損耗較低，磁導(dǎo)率和磁感強(qiáng)度較高。但在強(qiáng)磁場(chǎng)中，硅降低磁感強(qiáng)度；
⑶、提高高溫時(shí)鋼的抗氧化性能，但硅含量高時(shí)，表面脫碳加劇；
⑷、硅含量超過2.5%的鋼，其變形加工較為困難；
⑸、硅降低鋼的可焊性。
⒋合金元素Si在模具鋼中的應(yīng)用
⑴、在普通低合金鋼中提高強(qiáng)度，改善局部腐蝕抗力，在調(diào)質(zhì)鋼中提高淬透性和抗回火性，是多元合金結(jié)構(gòu)鋼中的主要合金組元之一；
⑵、硅含量為0.5%~2.8%的SiMn或SiMnB鋼(碳含量0.5%~0.7%)廣泛用于高載荷彈簧材料，同時(shí)加入W、V、Mo、Nb、Cr等強(qiáng)碳化物形成元素；
⑶、硅鋼片為含硅1.0%~4.5%的低碳和超低碳鋼，用于電機(jī)和變壓器；
⑷、在不銹鋼和耐蝕鋼中，與Mo、W、Cr、Al、Ti、N等配合，提高抗蝕和抗高溫氧化能力；
⑸、硅含量較高的石墨鋼用于冷作模具材料。
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