1.對鋼性能的影響
1)制件中的含碳量越高,制件的硬度也越高,沖壓力的要求也就越大。相反,耐磨性能就越好,但塑性和韌性就越差。
2)硫是鋼中的有害元素,含硫量過多的鋼,沖壓時容易引起脆裂,常稱為“熱脆”。
3)磷能提高鋼的強度,但降低制件的塑性和韌性,特別是低溫時這種現象較為嚴重,常稱為“冷脆”。在優質鋼中對硫、磷含量都從嚴控制。在機械加工方面,其容易斷屑,對改善切削有利。
4)錳能提高鋼的強度,消除和削弱硫的不利影響,并能提高鋼的滲透性。錳還能部分或全部代替鎳來生產奧氏體不銹鋼。高錳鋼還具有良好的耐磨性。
5)硅除了能提高鋼的強度外,還能提高屈強化(σ1/σb)和疲強比(σ-1/σb)。但硅會使鋼的塑性和韌性降低。硅能提高鋼在加熱時的抗氧性。電工鋼中用硅量較多,目的是改善它的電磁性能。
6)鎢可提高鋼的硬度、耐磨性、強度,尤其能提高鋼的紅硬性和回火穩定性,還能減輕氫對鋼的有害作用。
7)鉻能提高鋼的強度、硬度、耐磨性、淬透性。當含鉻量在26%以內時,鋼的沖擊韌性隨含鉻量的增加而提高。鉻還能顯著提高制件的抗腐蝕能力。
8)釩對鋼性能的影響主要是決定于碳化礬(V4C3),使鋼制件的硬度和耐磨性提高。少量的釩還能細化晶粒,有利于提高制件的力學性能。
9)鉬能提高鋼的強度、耐磨性、沖擊韌性、淬透性、熱強性。但使剩磁和矯頑力增加。
10)鈦能細化鋼的晶粒,提高制件的力學性能和熱強性。在不銹鋼中,它能消除或減少晶間腐蝕現象。
11)鎳能提高鋼的強度、韌性和抗疲勞能力。鎳與鉻配合具有明顯的抗蝕能力。但鎳增加了氫在鋼中的溶解度,易產生“白點”的缺陷。
12)鋼中含有微量(0.001%~0.005%)的硼時,它的淬透性可成倍提高,特別是表面滲硼,可明顯提高產品的表面硬度、耐磨性和抗蝕能力。
13)鉛能細化鋼的晶粒,固定鋼中的氧和氮,提高鋼和屈服點σε和屈強比(σε/σb),減輕和消除鋼的時效現象,提高鋼的沖擊韌性。鋁還能提高鋼的抗氧化性和抗硫化氫的能力。
14)銅能改善低合金結構鋼的抗大氣腐蝕性能,特別是與磷配合使用效果更為顯著。
2.對銅和銅合金性能的影響
(1)純銅
1)所有的雜質元素都會降低純銅的導電性,其中磷和砷影響最大。
2)鐵、鉻、錳降低銅的抗磁性。
3)鉍使銅產生熱脆和冷脆,但含鉍0.7%~1.0%的銅合金用于真空開關,可防止粘結并延長使用壽命。
4)鉛使銅發脆,但能改善銅的切削和耐磨性。
5)硫使銅的冷加工困難。
6)砷和錫能提高銅的耐蝕性。
(2)黃銅
1)鋅能改善黃銅的力學性能。當含鋅量在32%以內時,撞擊時不會發生火花。隨著含鋅量的提高,黃銅的塑性也增加,而含鋅量不超過47%時,黃銅的抗拉強度隨含鋅量的增加而提高。
2)鋁能提高黃銅的強度、硬度和抗蝕性。但含鋁量超過2%時,黃銅的塑性急劇下降。
3)少量的錫能提高黃銅的強度和硬度,含量過多時,反而會降低黃銅的塑性。錫能提高黃銅在海水或海洋大氣中的抗蝕作用。
4)鉛能改善黃銅的可切削性和耐磨性,但使強度、硬度及延伸率下降。
5)錳能提高高銅的強度和硬度,特別是高溫性能。錳還能增強黃銅對海水、氯化物和過熱蒸氣的耐蝕性。
6)鐵通常與錳、錫、鉛、鋁等配合,能提高黃銅的耐蝕性和力學性能。
7)硅可以提高黃銅的強度、硬度和鑄造性能,但含硅量過高,會使黃銅的塑性降低。
(3)白銅
1)白銅的含鎳量小于60%時隨著含鎳量的增加,其強度、硬度增加,但塑性降低。
2)鋅能提高白銅的力學性能和抗腐蝕能力。
3)錳能增加白銅的電阻。
4)鐵能提高白銅的力學性能并增加抗海水侵蝕的能力。
5)鋁除了能提高白銅的力學性能外,還能增加其耐蝕性、耐寒性和彈性。
(4)青銅
1)錫的含量不超過8%時,青銅的塑性和強度隨含錫量的增加而提高。錫還能提高青銅的抗蝕性,特別是在高壓過熱蒸氣中的抗蝕性。
2)鋅能提高青銅的鑄造性。
3)鉛能改善青銅的耐磨性、導熱性、抗疲勞性和可切削性。
4)磷能提高青銅的耐磨性、彈性和硬度。
5)鋁能提高青銅的強度、硬度、耐蝕性、疲勞強度、導電性、耐寒性、傳熱性,并能使其呈無磁性。
3.對鋁和鋁合金性能的影響。
(1)純鋁
1)所有雜質元素均要降低鋁的導電性能。
2)鐵與硅如并存于鋁中,使鋁的塑性、耐腐蝕性降低。
3)銅使鋁的耐腐蝕性降低。
4)鋅也降低鋁的耐腐蝕性。
(2)變形鋁合金
1)銅能明顯提高鋁合金的強度和硬度。銅和鎂共同作用,通過淬火時效作用能強化鋁合金。
2)鎂主要是提高鋁合金的強度和硬度。
3)鋅能提高鋁合金的時效強化效率,并可改善可切削性能和熱塑性,但使其疲勞強度和抗晶間腐蝕能力降低。
4)錳主要是能提高鋁合金的強度。
5)鈦和硼可細化鋁合金的晶粒和提高其強度。
6)硅能提高鋁合金的熱塑性,并增強其熱處理強化效果。
7)鐵和鎳在鍛鋁中能提高淬火時效后的強度。