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  合金元素

合金元素指的是在煉金屬的時候加入一定量一種或多種的金屬或非金屬元素可以獲得材料的特殊性能,如提高強度、改善抗氧化性能、提高塑性和工藝性能等。而這些加進去的輔助性元素材料就叫作合金元素。

簡介

合金元素(alloying element),組成合金的化學元素多數是金屬元素,如銅、錫、鉛、鋁、錳、鉻、鉬、鎳及稀有金屬等。少數是非金屬元素,如碳、硅、磷等。合金鋼是工業上運用最廣泛的一種材料,那可想而知對於材料的檢測從一般到精確都是有需求的。那麼鋁合金分析儀是如何分析鋼鐵裡面的其他元素雜質。磷是鋼中有害元素,增加鋼的冷脆性,使焊接性能變壞,降低塑性,使冷彎性能變壞。因此通常要求鋼中含磷量小於0.045%,優質鋼要求更低些。合金化是改善金屬鈮性能的最重要措施。向鈮中加入合金元素可以獲得材料的特殊性能,如提高強度、改善抗氧化性能、提高塑性和工藝性能等。有兩類元素可以影響鈮的性能,一類是金屬元素,另一類是氧、氫、氮、碳等間歇元素。金屬元素主要是元素周期表中的ⅥB族元素Cr、Mo、W,V B族元素V和Ta,ⅣB族元素Ti、Zr、Hf以及Al、Si、Sn等。它們可以一種或者多種金屬加入,形成兩元或者多元合金,其強化機理是依靠固溶強化、沉澱強化和加工硬化等來實現的。間歇元素是室溫下鈮的最強的強化劑,它們只有在存在有易於生成氧化物、氮化物、碳化物的元素(主要是Ti、Zr、Hf)時,才能對鈮的強度產生積極影響。

評價

在鋼中能形成碳化物的元素有:鐵、錳、鉻、鉬、鎢、鉬、釩、鈮、鋯、鈦等(按照與碳的親和力由弱到強,依次排列)。在周期表中,碳化物形成元素都是位於鐵左邊的過渡族金屬元素,離鐵越遠,則其與鐵的親和力越強,形成碳化物的能力越大,形成的碳化物穩定而不易分解。其中釩、鈮、鋯、鈦為強碳化物形成元素;錳為弱碳化物形成元素;鉻、鉬、鎢為中碳化物形成元素。鋼中形成的合金碳化物的類型主要有以下兩類:(1)合金滲碳體。它是合金元素溶入滲碳體(置換其中鐵原子)所形成的化合物。它仍具有滲碳體的複雜晶格,其中鐵與合金元素的比例可變,但兩者的總和與碳的比例則固定不變。錳一般是溶入鋼中的滲碳體,形成合金滲碳體(Fe,Mn),C。當中強碳化物形成元素在鋼中的質量分數不大(0.5%~3%)時,一般也傾向於形成合金滲碳體,如(Fe,Cr),C、(Fe,W),C等。合金滲碳體較滲碳體略為穩定,硬度也較高,是一般低合金鋼中碳化物的主要存在形式。(2)特殊碳化物。它是與滲碳體晶格完全不同的合金碳化物。通常是中強或強碳化物形成元素所構成的碳化物。[1]

參考文獻