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合金元素在钢材中的作用

钢中除铁以外，碳、锰、硅、硫、磷为基本五大元素，元素则称为合金元素。这些元素在钢中都起一定的作用。
压力容器用钢中所包含的元素按作用可分为基本元素、素三大类。加入一些其他金属添加元素和残留元基本元素有铁和碳。一般铸铁多用于低压容器，其含碳量大于2．11％；碳钢可用于各种压力容器，它含碳量为o．02％一2．11％。
残留元素有硫、磷、锰、硅、氧、氢、氮等，其中硫、磷、氢钢是有害的。氧元素对钢材质量是有害的。
添加元素是根据压力容器对钢的不同要求，需添加不同的元素。如中强度钢添加锰、铂及少量钒、镍、硼等。高强度钢则添加铬、锰、铂、镍等(如30CrMnSiNi2A)。热强钢要添加钼、铬及少量钨、钒、镍、硼等(如lCr13)抗蚀性钢需要添加铬、镍等(如1Crl8Ni9Ti)。低强钢添加锰、镍、铬等(如09Mn2VDR)。
碳(C)在低合金钢中常与合金元素形成碳化物。在常温和较低的温度下，能够起强化作用。但在高温下这些碳化物容易分解，还会聚集长大，对蠕变抗力和持久强度能起**影响。碳对于钢的塑性、耐蚀性和抗氧化性等也有同样**影响。随着含碳量的增加，钢的可焊性下降。所以耐热钢中含碳量一般要限制在o．20％以下。
锰(Mn)是一种良好的脱氧剂，又是一种很好的脱硫剂，焊接时经常利用它脱氧和脱硫。锰在钢中含量小于2％时，对于低合金钢来说，可提高钢的强度和韧性。对于中、高合金钢而言，随着强度的增加，其塑性和韧性则要降低。增高含锰量可以提高钢的耐磨性。锰能形成碳化物，大量的碳可与铁素体形成固溶体，使马氏体转变温度(Ms)急剧下降。锰还能增大钢对淬火、过热的敏感性。
硅(Si)是强脱氧剂。若含量超过2％时会使钢的塑性和韧性降低。硅在高温下可以提高抗氧化性能，焊接时硅易形成高熔点夹杂物，即二氧化硅(Si02)残留在焊缝中。
铬(Cr)能提高钢的硬度、耐蚀性和抗氧化性。因为铬在钢材表面形成一层附着性很强的氧化膜，使钢材的氧化速度减慢，从而提高钢的抗氧化性能。当含铬量大于12％时，能显著提高钢的电极电位，使钢材具有良好的耐蚀性；当含铬量在20％以下时，能提高钢的再结晶温度，提高钢的热强性；随含铬量增加，可焊性变差。
钼(Mo)是形成铁素体的主要元素，它可以提高钢的再结晶速度。提高低铬耐热钢的热强性，并提高钢的强度和硬度；在含铂0.6％以下时还可以提高钢的塑性和韧性，从而降低裂纹倾向。但钼有促进石墨化倾向，在合金中，常用量一般为o．5％~1％左右。
钒(V)是良好的脱氧剂，能除去钢中的氧。它又能和碳化合生成很硬的碳化物，仅次于钻。而且所形成的碳化物在650℃以下都还是稳定的。钒能提高钢的淬透性，改变钢的力学性能，是一种有益的元素，但价格昂贵。

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