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不锈钢中合金元素的来源和作用是什么(不锈钢中的合金元素主要是)

  (1)铝:铝是目前钢铁生产过程中最常用的脱氧剂之一。由于铝是极强的脱氧元素,所以它常被用为终脱氧剂。铝脱氧钢中很容易生成Al2O3和AlN。小尺寸的Al2O3和AlN有时可以起到促进形核和细化组织的作用,然而大尺寸的簇状Al2O3会导致堵塞水口,影响钢铁生成的顺行。因此,加入适量的脱氧剂既可以节约成本,又可以提高钢质量。

  (2)镁:镁也是一种强脱氧剂,其熔点沸点低。钢中镁的来源主要主要有三种可能:合金中的镁,渣中的MgO被还原进入钢液,以及耐火炉衬中的MgO被还原进入钢液。镁、铝与氧很容易形成高熔点高硬度的镁铝尖晶石夹杂物,严重影响产品质量。

  (3)钛:钛是一些高级别钢种中重要的合金元素。在不锈钢中,钛是铁素体形成元素,在Fe-Cr 相图中可使α+γ/α相界向低铬方向移动。含钛铁素体不锈钢一般均具有单一的纯铁素体组织;向钢中加入Ti 可使钢中铬的碳、氮化物转而形成Ti 的碳、氮化物并细化铁素体不锈钢的晶粒。钛的氧化物可以诱导晶内铁素体形核,有细化组织、提高钢材强度和韧性的效果。同时,钛对镁铝尖晶石夹杂物也有一定的改性为低熔夹杂物的作用。

  (4)钙:钙的脱氧能力也很强,其熔沸点稍高于镁元素,在炼钢温度下同样很容易气化。然而,由于Al2O3会导致堵塞水口,以及高硬度的MgAl2O4夹杂物对钢材的危害,为了将Al2O3和MgAl2O4改性成低熔点的钙铝酸盐(12CaO·7Al2O3和3CaO·Al2O3)夹杂物,通常会以喂入钙线的形式向钢中加入钙,从而减小夹杂物的危害,保证生产顺行。

  (5)硅:硅是一种脱氧能力较强的元素,是镇静钢必不可少的脱氧剂。单独用硅脱氧时,很容易生成固态SiO2,不利于脱氧产物的上浮去除。当Si含量达到1%左右时,氧含量可以降低到几十个ppm,可见硅的脱氧能力不如Al和Ti。

  (6)锰:锰的脱氧能力较弱,但其为最常用的脱氧元素之一。因为锰可以增强硅和铝的脱氧能力,经常与硅和铝一起使用进行复合脱氧;冶炼沸腾钢时,锰是无可替代的脱氧元素,因为其不会抑制碳氧反应。用锰脱氧最低可使氧含量降到100ppm左右。

  (7)铬:铬是不锈钢获得不锈性和耐蚀性的最主要元素,不锈钢在氧化性介质中,铬能使不锈钢表面上迅速生成氧化铬(例如Cr2O3)的钝化膜,这层膜是非常致密和稳定的,即使被破坏也能迅速修复。一般说来,随钢中铬量增加,铁素体不锈钢的耐点蚀、耐缝隙腐蚀性能提高。然而,随铁素体不锈钢中铬量增加,钢的耐应力腐蚀性能下降。

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