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合金元素硅在金屬材料中的作用

合金元素硅是一種非常重要的金屬元素,在許多合金材料生產的時候都需要加合金元素硅,合金元素硅的使用可以改變合金材料中的性能,讓許多合金材料性能更加優越和穩定。因此人們非常重視合金元素硅的使用,作為精密合金材料添加劑,硅合金元素使用也是非常有研究意義,那么硅金屬元素對合金材料有哪些影響呢?下面我們來分析這些作用。

電熱合金

合金元素硅對鋼的顯微組織及熱處理的影響,作為鋼中的合金元素,其質量分數一般不低于0.4%,以固溶體形態存在于鐵素體或奧氏體中,能夠縮小奧氏體相區。合金元素硅提高退火、正火和淬火溫度,在亞共析鋼中提高淬透性。硅不形成碳化物,可強烈地促進碳的石墨化,在硅含量較高的中碳鋼和高碳鋼中,如不含有強碳化物形成元素,易在一定溫度下發生石墨化。在滲碳鋼中,硅能夠減小滲碳層厚度和碳的濃度。硅對鋼液有良好的脫氧作用。

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硅對鋼的力學性能的影響

合金元素硅提高鐵素體和奧氏體的硬度和強度,其作用較錳、鎳、鉻、鎢、鋁、釩等更強;顯著提高鋼的彈性極限、屈服強度和屈強比,并提高疲勞強度。此外硅的質量分數超過3%時,鋼的塑性和韌性顯著降低。使鋼中形成帶狀組織,造成橫向性能低于縱向性能。改善鋼的耐磨性能。硅對鋼的物理、化學及加工工藝的影響。合金元素硅降低鋼的密度、熱導率、電導率和電阻溫度系數。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率和磁感強度較高。合金元素硅提高高溫時鋼的抗氧化性能。使鋼的焊接性惡化,硅的質量分數超過2.5%的鋼,其塑性加工較為困難。

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硅在鋼中的應用

合金元素硅在普通低合金鋼中可提高強度,改善局部腐蝕抗力,在調質鋼中可提高淬透性和耐回火性,是多元合金結構中的主要合金組元之一。硅的質量分數為0.5%-2.8%的SiMn或 SiMnB鋼廣泛用于高載荷彈簧材料,同時加入鎢、釩、鉬、鈮、鉻等強碳化物形成元素。硅鋼片是硅的質量分數為1.0%-4.5%的低碳鋼和超低碳鋼,用于電機和變壓器。在不銹鋼和耐蝕鋼中,與鉬、鎢、鉻、鋁、鈦、氮等配合,提高耐蝕性和抗高溫氧化性能。用不銹鋼和耐蝕鋼制作的雕像經久如新。硅含量較高的石墨鋼用于冷模具材料。


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