【钢铁知识】合金元素对钢铁性能的影响

第一篇：【钢铁知识】合金元素对钢铁性能的影响

【钢铁知识】合金元素对钢铁性能的影响

合金元素在钢中的存在形式：

溶入铁素体、奥氏体和马氏体中，以固溶体的溶质形式存在形成强化相，如溶入渗碳体形成合金渗碳体，形成特殊碳化物或者金属间化合物

形成非金属夹杂，如合金元素与O、N、S形成氧化物、氮化物和硫化物

有些元素如Pb、Ag等游离态存在。

一、合金元素与铁的相互作用扩大奥氏体区的元素（奥氏体形成元素）

使A4点上升，A3点下降，导致奥氏体稳定区域扩大

无限扩大奥氏体区的元素：Ni, Mn, Co 有限扩大奥氏体区的元素：C, Cu, N 2.缩小奥氏体区的元素（铁素体形成元素）

使A4点下降，A3点上升，导致奥氏体稳定区域缩小

完全封闭奥氏体区的元素： Cr, Ti, V, W, Mo, Al, Si 缩小奥氏体区，但不使之封闭的元素：B, Nb, Zr

二、合金元素与碳的相互作用

1.非碳化物形成元素

主要包括：B, N, Ni, Cu, Co, Al, Si等

它们不能与碳元素形成化合物，但可以固溶于铁中形成固溶体

这些元素都位于元素周期表中铁元素的右边

2.碳化物形成元素

主要包括Ti, Zr, Nb, V, W, Mo, Cr, Mn, Fe 这些元素都位于元素周期表中铁元素的左边

它们都可与碳元素形成化合物，但形成的碳化物的性质差别很大

Fe-C相图是研究钢中相变和对碳钢进行热处理时 选择加热温度的依据，因此有必要先了解合金元素对Fe-C相图的影响。

钢中有三个基本的相变过程：加热时奥氏体的形成、冷却时过冷奥氏体的分解以及淬火马氏体回火时的转变。

合金元素对钢加热时奥氏体形成过程的影响

合金元素对减小奥氏体晶粒长大倾向的作用也各不相同。

Ti、V、Zr、Nb等强碳化物形成元素强烈阻碍奥氏体晶粒长大，细化晶粒。

W、Mo、Cr阻止奥氏体晶粒长大的作用中等。

非碳化物形成元素Ni、Si、Cu、Co等阻止奥氏体晶粒长大的作用轻微。

Mn、P有助于奥氏体晶粒的长大。

合金元素对过冷奥氏体分解过程的影响

几乎所有的合金元素（除Co）外都使C－曲线向右移动，即减慢珠光体类型转变产物的形成速度。除Co、Al以外，所有的合金元素都使马氏体转变温度下降。

提高淬透性的元素主要有

Cr、Mn、Mo、Si、Ni、B 合金元素对回火过程的影响

合金元素的主要作用是提高钢的回火稳定性（钢对回火时发生软化过程的抵抗能力），使回火过程各个阶段的转变速度大大减慢，将其推向更高的温度。

对合金钢的回火稳定性影响比较显著的为：钒、钨、钛、铬、钼、钴、硅等元素；影响不明显的为：铝、锰、镍等元素

一、合金元素对钢力学性能的影响

1.溶解于铁起固溶强化作用

几乎所有合金元素均能不同程度地溶于铁素体、奥氏体中形成固溶体，使钢的强度、硬度提高，但塑性韧性有所下降，使钢具有强韧性的良好配合。

2.形成碳化物，起第二相强化、硬化作用

按照与碳之间的相互作用不同，常用的合金元素分为非碳化物形成元素和碳化物形成元素两大类。碳化物形成元素包括Ti、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn等，它们在钢中能与碳结合形成碳化物，如TiC、VC、WC等，这些碳化物一般都具有高的硬度、高的熔点和稳定性，如果它们颗粒细小并在钢中均匀分布时，则显着提高钢的强度、硬度和耐磨性。

3.使结构钢中珠光体增加，起强化的作用

合金元素的加入，使Fe-Fe3C相图中的共析点左移，因而，与相同含碳量的碳钢相比，亚共析成分的结构钢（一般结构钢为亚共析钢）含碳量更接近于共析成分，组织中珠光体的数量，使合金钢的强度提高。

二、合金元素对钢工艺性能的影响

1.对热处理的影响

（1）对加热过程奥氏体化的影响 ：合金钢热处理可适当提高加热温度和延长保温时间

合金钢中的合金渗碳体、合金碳化物稳定性高，不易溶入奥氏体；合金元素溶入奥氏体后扩散很缓慢，因此合金钢的奥氏体化速度比碳钢慢，为加速奥氏体化，要求将合金钢（锰钢除外）加热到较高的温度和保温较长的时间。除Mn外的所有合金元素都有阻碍奥氏体晶粒长大的作用，尤其是Ti、V等强碳化物形成的合金碳化物稳定性高，残存在奥氏体晶界上，显着地阻碍奥氏体晶粒长大。因此奥氏体化的晶粒一般比碳钢细。

（2）对过冷奥氏体转变的影响 ：合金钢淬透性更好，可减小淬火冷速，减小淬火变形。但残余奥氏体增多

除Co外，所有溶于奥氏体中的合金元素，都使过冷奥氏体的稳定性增大，使C曲线右移，马氏体临界冷却速度减小，淬透性提高。这使得合金钢利用较小的冷却速度即能淬成马氏体组织，可减小淬火变形。因此大尺寸、形状复杂或要求精度高的重要零件需要用合金钢制作。除Co、Al外，大多数合金元素都使Ms点降低，使合金钢淬火后的残余奥氏体量比碳钢多，这将对零件的淬火质量会产生不利影响。

（3）对回火转变的影响 ：合金钢耐回火性好，回火后强韧性配合更好，有些钢可产生“二次硬化”

合金钢回火时马氏体不易分解，抗软化能力强，即提高了钢的耐回火性，回火后能有更好的强韧性配合。合金元素能提高马氏体分解温度，对于含有较多Cr、Mo、W、V等强碳化物形成元素的钢，当加热至500～600℃回火时，直接由马氏体中析出合金碳化物，这些碳化物颗粒细小，分布弥散，使钢的硬度不仅不降低，反而升高这种现象称为“二次硬化”。但有些合金钢应避免“回火脆性”的产生。

2.对焊接性能的影响

淬透性良好的合金钢在焊接时，容易在接头处出现淬硬组织，使该处脆性增大，容易出现焊接裂纹；焊接时合金元素容易被氧化形成氧化物夹杂，使焊接质量下降，例如，在焊接不锈钢时，形成Cr2O3夹杂，使焊缝质量受到影响，同时由于铬的损失，不锈钢的耐腐蚀性下降，所以高合金钢最好采用保护作用好的氩弧焊。

3.对锻造性能的影响

由于合金元素溶入奥氏体后使变形抗力增加，使塑性变形困难，合金钢锻造需要施加更大的压力吨位；同时合金元素使钢的导热性降低、脆性加大，增大了合金钢锻造时和锻后冷却中出现变形、开裂的倾向，因此合金钢锻后一般应控制终锻温度和冷却速度。

三、各种合金元素对钢性能的影响

目前在合金钢中常用的合金元素有：铬（Cr），锰（Mn），镍（Ni），硅（Si），硼（B），钨（W），钼（Mo），钒（V），钛（Ti）和稀土元素（Re）等。五大元素：硅、锰、碳、磷、硫。五大杂质元素：氧、氮、磷、硫、氢。

1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%，硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增加，会降低钢的焊接性能。硅可提高强度、高温疲劳强度、耐热性及耐H2S等介质的腐蚀性。硅含量增高会降低钢的塑性和冲击韧性。

3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11－14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。锰可提高钢的强度，增加锰含量对提高低温冲击韧性有好处。

4、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。

5、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。

6、铬（Cr）：在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢、耐热钢的重要合金元素。铬是合金结构钢主加元素之一，在化学性能方面它不仅能提高金属耐腐蚀性能，也能提高抗氧化性能。当其含量达到13％时，能使钢的耐腐蚀能力显著提高，并增加钢的热强性。铬能提高钢的淬透性，显著提高钢的强度、硬度和耐磨性，但它使钢的塑性和韧性降低。

7、镍（Ni）：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源，故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。镍钢铁性能有良好的作用。它能提高淬透性，使钢具有很高的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍能提高耐腐蚀性和低温冲击韧性。镍基合金具有更高的热强性能。镍被广泛应用于不锈耐酸钢和耐热钢中。

8、钼（Mo）：钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力（长期在高温下受到应力，发生变形，称蠕变）。结构钢中加入钼，能提高机械性能。还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。钼能提高钢的高温强度、硬度、细化晶粒、防止回火脆性。钼能抗氢腐蚀。

9、钛（Ti）：钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密，细化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛，可避免晶间腐蚀。可提高强度、细化晶粒，提高韧性，减小铸锭缩孔和焊缝裂纹等倾向。在不锈钢中起稳定碳的作用，减少铬与碳化合的机会，防止晶间腐蚀，还可提高耐热性。

10、钒（V）：钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。钒用于固溶体中可提高钢的高温强度，细化晶粒，提高淬透性。铬钢中加少量钒，在保持钢的强度情况下，能改善钢的塑性。

11、钨（W）：钨熔点高，比重大，是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨，可显著提高红硬性和热强性，作切削工具及锻模具用。

12、铌（Nb）：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性，提高强度，但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌，可防止晶间腐蚀现象。

13、钴（Co）：钴是稀有的贵重金属，多用于特殊钢和合金中，如热强钢和磁性材料。

14、铜（Cu）：武钢用大冶矿石所炼的钢，往往含有铜。铜能提高强度和韧性，特别是大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆，铜含量超过0.5%塑性显著降低。当铜含量小于0.50%对焊接性无影响。

15、铝（Al）：铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性，如作深冲薄板的08Al钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，铝与铬、硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力，降低冷脆性。铝还能提高钢的抗氧化性和耐热性，对抵抗H2S介质腐蚀有良好作用。铝的价格比较便宜，所以在耐热合金钢中常以它来代替铬……铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。

16、硼（B）：钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能，提高强度。

17、氮（N）：氮能提高钢的强度，低温韧性和焊接性，增加时效敏感性。

18、稀土（Xt）：稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。这些元素都是金属，但他们的氧化物很象“土”，所以习惯上称稀土。钢中加入稀土，可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质，从而改善了钢的各种性能，如韧性、焊接性，冷加工性能。在犁铧钢中加入稀土，可提高耐磨性。稀土元素可提高强度，改善塑性、低温脆性、耐腐蚀性及焊接性能。

表1 主要合金元素对钢性能影响的有关说明（中国腐蚀与防护网）

第二篇：钢铁冶金方面知识

1冶金的定义。冶金方法包括(火法冶金)，(湿法冶金)和 电冶金。钢铁生产的 传统流程和 短流程的特点比较。

（1）冶金：

定义：研究任何经济地从矿石中或其他原料中提取金属或金属化合物，并用各种加工方法制成具有一定性能的金属材料的科学。

①火法冶金：高温条件下通过一系列的物理化学反应使矿石和精矿中的有价金属与脉石成分分离，达到提取、提纯金属目的。整个过程包括原料准备、冶炼和精炼三个工序。

②湿法冶金；在低温下通过溶剂处理，使矿石和精矿中的有价金属与脉石成分分离，达到提取、提纯金属的目的。

包括浸出、分离、富集和提取工序。

③电冶金：利用电能提取和精炼金属的方法。

包括电热冶金和电化学冶金

（1）传统长流程（间接炼钢法）

高炉炼铁——转炉炼钢

特点：工艺成熟，生产率高，但成本高、使用焦炭。

（2）短流程（直接炼钢法）

直接还原——电炉

特点：工序少、避免反复氧化、还原过程、解决焦碳紧缺。但需要使用高品位精矿和高质量的一次能源，电耗高。

高炉本体结构五部分名称。

炉喉 炉身 炉腰 炉腹炉缸

高炉五大附属系统名称及作用。

（1）原料系统；保证及时准确，稳定地将合格原料从储矿槽送上高炉炉顶。

（2）送风系统；保证连续可靠地给高炉冶炼提供所需数量和温度的热风。

（3）渣铁处理系统；处理高炉排放的渣，铁保证高炉生产正常进行。

（4）煤气清洗系统；回收高炉煤气。

（5）喷吹系统。保证喷入高炉所需燃料，以代替部分焦炭，降低焦炭消耗。

4、高炉冶炼指标？

1炉有效容积利用系数2焦比3煤比（油比）（4）冶炼强度（5）休风率6炭负荷7

炉龄(高炉一代寿命）

有效容积利用系数、焦比的 定义。高炉有效容积利用系数（ηｖ）高炉有效容积(Vu)：指大钟落下时其底边平面至出铁口中心线之间的炉内容积。

高炉有效容积利用系数：指在规定的工作时间内，每米3有效容积平均每昼夜（日）生产的合格铁水的吨数。说明了技术操作及管理水平。（单位：吨/米3.日）

焦比：指每吨生铁消耗的干焦（或综合焦炭）的千克数

5、四种天然铁矿石的名称和分子式。

（1）磁铁矿：主要含铁矿物为Fe3O4,（2）赤铁矿：主要含铁矿物为Fe2O3，（3）褐铁矿：主要含铁矿物为含结晶水的氧化铁，mFe2O3·nH2O，（4）菱铁矿：主要含铁矿物化学式为FeCO3，焦炭在高炉冶炼中的 作用。

（1）发热剂（2）还原剂

（3）高炉料柱骨架

7、高炉添加熔剂的 作用。

（1）使高熔点化合物生成低熔点化合物，从而使还原出的液态生铁与矿石中的脉石和焦炭灰分实现良好的分离，并使液态铁具有良好的流动性。

（2）使炉渣碱度为1.0-1.2,炉渣脱硫，保证生铁质量合格。碱性熔剂：石灰石，白云石。普遍使用。

中性熔剂：高铝质熔剂，用于调整炉渣流动性。

很少使用。

碱性熔剂：硅石，很少使用。

人造富矿的 种类名称

（烧结矿和球团矿）。

铁氧化物还原特点（逐级还原），写出以H2/CO还原铁氧化物的 方程式。

遵循逐级还原的原则

T > 570℃ : Fe2O3→Fe3O4→FeO →Fe

T< 570℃Fe2O3→Fe3O4→Fe(FeO →Fe3O4+Fe)

（1）用CO还原铁氧化物

T > 570℃:

Fe2O3+CO→Fe3O4+CO

2Fe3O4 +CO →FeO + CO2FeO +CO →Fe+ CO2

T<570℃:2O3+CO→Fe3O4+CO2Fe3O4 +CO →Fe +CO2

用 H2还原铁氧化物

T > 570℃:

Fe2O3+ H2 →Fe3O4+ H2O

Fe3O4 +H2 →FeO +H2O

FeO +H2→Fe + H2O

T< 570℃:

Fe2O3+ H2 →Fe3O4+ H2O

Fe3O4 + H2 →Fe+H2O

高炉内间接还原和 直接还原的 定义和区别。

（1）还原剂和气体产物不同。

（2）直接还原为强吸热反应，间接还原为弱吸热反应或放热反应。

（3）直接还原发生在高温区，间接还原发生在中、低温区。

（4）直接还原时一个C原子可以夺取氧化物中的一个氧原子，而间接还原需要过量CO+H2。

高炉中炉渣的 作用？

（1）性能良好的炉渣，可以实现金属与氧化物脉石的有效分离。

（2）渣铁间热量及质量的交换是决定金属成品最终成分及温度的关键。

（3）炉渣对炉衬起保护作用。

高炉渣形成的 三各 阶段？

三个阶段：

初渣

中间渣

终渣

炉渣的熔化性温度定义。

为其固相完全转变为均匀液相或液相炉渣冷却时开始析出固相时的温度，亦称液相线温度。

高炉内有利于炉渣脱硫的热力学条件有哪些？

（1）提高温度；

（2）提高炉渣碱度；

（3）降低渣的氧势；

如何降低铁水中硫的含量。

（1）提高温度；

（2）提高炉渣碱度；

（3）降低渣的氧势；

（4)改善动力学条件，提高铁液中硫的活度系数fs及渣铁交界面积。

①铁水滴下穿过渣层时，在渣层中脱硫，此时渣铁接触好，脱硫反应快。

②渣铁界面上，虽接触面积不如前者大，但接触时间长，可保证充

分反应，最终完成脱硫反应。

（5）保证高炉稳定顺行。

强化高炉生产有哪些方法。

（1）高炉大型化、矮胖

（2）精料技术

（3）综合鼓风

① 高风温

② 富氧

③ 喷吹

（4）高压操作

（5）长寿技术

（6）TRT余压发电

（7）高炉机械化和自动 化高炉内按物料变化五个区域的 划分，并简单了解各部分的 变化过程。

块状区 主要特征：焦与炭呈现交替分布状，皆为固体状态。主要反映：矿石间接还原，碳酸盐分解。

软熔区主要特征：矿石呈软熔状，对煤气阻力大。

主要反应：矿石的直接还原，渗碳和焦炭的气化反应。

滴落区 主要特征：焦炭下降，期间夹杂渣铁液滴。

主要反应：非铁元素还原，脱硫，渗碳，焦炭的气化反应。焦炭回旋区 主要特征：焦炭作回旋运动。

主要反应：鼓风中的氧和蒸汽与焦炭及喷入的辅助燃烧发生燃烧反应。

炉缸区 主要特征：渣铁的相对静止，并暂存于此。

主要反应：最终的渣铁反应。

第三篇：钢铁材料组织与性能控制

钢铁材料组织与性能控制

姓名：

学号：

专业：

冶金工程

学院：

任课教师：

王

1、钢铁材料强化的基本方法有哪些？分别用文献上具体的实例加以说明！

钢铁材料强化的基本方法主要有固溶强化、形变强化、分散强化、细晶强化、相变强化。

（1）固溶强化

固溶强化是将合金元素加入到钢铁材料基体金属中形成固溶体以达到强化金属的方法。一般来说,固溶体总是比组成基体的纯金属有更高的强度和硬度,随着合金元素含量的增加,钢的强度和硬度提高。但是当合金元素的含量适当时,固溶体不仅具有高的强度和硬度,而且有良好的塑性和韧性。它是 利用固溶的置换式溶质原子或间隙式溶质原子来提高基体金属的屈服强度的方法。

例如，热轧态的 316L 不锈钢中厚板要经过固溶处理才能交付使用，其目的是使热轧过程中析出的碳化物在高温下固溶于奥氏体中，通过急冷使固溶了碳的奥氏体保持到常温，减少钢中铁素体含量;通过固溶参数的调整，可以对钢的晶粒度进行控制，使钢的组织得到软化，由于固溶处理过程中温度、保温时间和冷却速度等因素，对组织均匀性、力学性能和耐蚀性都有很大的影响。因此准确制定合理的固溶处理工艺参数对 316L 不锈钢生产非常重要，316L 不锈钢经过固溶处理后的韧性要明显比未经过处理的韧性好。

（2）形变强化

利用形变使钢强化的方法。也称应变强化或加工硬化。对于不再经受热处理，并且使用温度远低于材料再结晶温度的金属材料(譬如低碳低合金钢)，经常利用冷加工(冷形变)手段使之通过形变强化来提高强度。

例如，奥氏体不锈钢304L和304LN的形变结构中出现层错、晶界、和退火孪晶处的位错塞积、位错胞状组织和形变孪晶。形变过程中发生的组织结果变化均产生加工硬化，其中位错塞积和形变孪晶的贡献大。

高强度高碳钢冷拔钢丝，它是工业上强度最高的钢铁制品，抗拉强度可以达到4000MPa, 这就是用强烈冷变形的方法取得的。

（3）分散强化

分散强化是在钢铁材料中第二相以细小弥散的颗粒均匀分布于基体金属中产生显著的强化作用,使钢铁材料的强度提高。分散强化分为沉淀强化和弥散强化二种。如果钢铁材料经时效处理或回火后,沉淀析出细小弥散的第二相粒子,这种强化作用称为沉淀或时效强化。如果第二相细微颗粒借助于粉末冶金方法加入起强化作用,则称为弥散强化。

例如，钢中的碳化物对钢性能的影响。随着含碳量的提高，热轧钢材的抗拉强度由10号钢的300MPa提高到共析钢800MPa的数值。

含铜高纯低碳钢，随着铜在钢中作为强化元素之应用的日益广泛,对铜的合金化作用及其对性能的影响进行了深入研究与再认识。铜作为强化元素越来越多地加入到钢中,尤其是超低碳钢。铜在0.5%以下时对钢的塑性无明显影响。增加含铜量具有沉淀强化作用。已知在850℃时,铜在铁素体中的溶解度最大,约为2.1%,低于850℃时溶解度迅速降低。在时效过程中,将从固溶态的过饱和α相中析出ε-Cu过渡相而引起强化。同时保持钢的高塑性。含1.12%Cu的高纯钢经过固溶处理,大多数铜保留在过饱和铁素体中,起着较弱的固溶强化的作用,硬度约为110 HV。经550℃时效,铜以细小弥散G.P区颗粒析出,达到时效峰,硬度可达180 HV产生显著沉淀强化。

（4）细晶强化

晶强化是是钢铁材料的晶粒更细,晶界更多,使晶界对位错的运动阻力更大,从而使钢铁材料的强度提高,并改善塑性和韧性。细晶强化还可使钢铁材料的脆性转变温度降低,使钢件能适应寒冷地区的工作性能要求。它并且是可以提高钢材强度而不恶化韧性的一种强化方式。细化晶粒是众多材料强化方法中唯一可在提高强度的同时提高材料延性的强化方法。

例如，细晶强化对中锰马氏体钢的强化作用，原始奥氏体晶粒尺寸随碳含量增加无规律地变化；板条束尺寸和不同临界角（简称CA）的晶粒尺寸随着碳含量的增加逐渐降低。在一定含量下，随着碳含量的增加，晶粒尺寸细化，细晶强化增量增加，随着碳含量的增加，屈服强度和抗拉强度都逐渐提高。

（5）相变强化

相变强化主要是指马氏体强化与贝氏体强化。尽管在很多金属和合金中都能发生马氏体型相变，但并不是所有的马氏体都具有高强度。含碳（氮）的铁合金马氏体显示出最强烈的强化（硬化）效应，因此它们是钢铁材料强化的重要途径。相变强化不是一种独立的强化机制，它实际上是固溶强化、弥散强化、形变强化、细晶强化的综合效应。

例如，铁—镍合金在一般晶粒度范围内，纯铁多晶体的流变应力约为70MN/m2, 这个数值就是纯铁（单晶）本身的强度加上多晶体晶界的贡献。以此为基础，当铁中溶入镍时，再结晶过的合金的流变应力随含镍量而增加，其增量就是镍固溶强化的效果。

镍含量较低时，铁—镍马氏体的强度变化大致和再结晶过的合金平行地随镍含量的增加而增加，这是精细结构因素引起的强化，这里包括位错密度、马氏体晶体的界面、胞壁或内孪晶界面等引起的影响。

2、在桥梁、锅炉、大船、工程机械和战略储油罐等方面的建造都需要高性能的中厚板，我国钢铁行业有40条左右的中厚板生产线，钢铁材料的高强化是发展趋势，目前高强（大于700MPa）中厚板的应用越来越广。请根据金属学原理、文献资料以及所生产钢种可能的服役条件等，从定量或定性角度来设计所生产某种高强中厚板的成分和工艺路线。

矿山开采和各类工程用的设备,如钻机、电炉、电动轮翻斗车、挖掘机、装载机、推土机、各类起重设备及煤矿液压支架等机械装备总称为工程机械。这些机械的制造所需的焊接结构部件用材通常称为工程机械用钢,属于焊接高强度钢范畴。对于焊接高强度钢,其主要用于工程机械的主要结构,承受复杂多变的周期载荷,因此要求钢材具有高的屈服强度和疲劳极限,良好的冲击韧性、冷成形性和优良的焊接性能。

设计生产一种高强中厚板满足高强工程用钢的要求，主要用于生产煤矿液压支架。成分设计Nb、v、Ti微合金化和降C提Mn的思路。因为微合金化元素与控轧控冷相结合可产生如下强化作用:(l)未溶解的Nb、V、Ti的碳、氮化物颗粒分布在奥氏体晶界上,可阻碍钢在加热时的奥氏体晶粒长大。(2)未溶解的Nb、V、Ti的碳、氮化物可阻碍奥氏体再结晶。(3)在轧制中有些合金碳、氮化物会在位错、亚晶界、晶界上沉淀以进一步阻碍动态再结晶和轧后静态再结晶的产生。(4)在γ→α相变中发生相间沉淀,形成非常细小的合金碳化物,起沉淀强化的作用。(5)轧制时形成的高密度位错被碳化物钉扎,会增大位错运动的阻力。

C是传统钢的强化元素,而且也是最经济的元素。但它对韧性和焊接性能十分有害。降碳必然导致强度的降低,但其强度损失拟用其他方法来弥补。

Mn使钢具有较高的强度和硬度，提高钢的脆性，改善钢的热加工性能，在碳含量相同的清况下,随着锰含量的增加,强度提高,同时使韧脆转变温度下降。

Nb是取得良好控轧效果的最有利的微合金化元素，铌在阻止形变奥氏体的回复再结晶方面的作用最大。

Ti的化学性很大,易与碳、氮、硫等形成化合物。钛与氧的亲和力很强,所以在铝镇静钢中经充分脱氧后,才用来作合金元素。钛还可以作为钢中的硫化物变性元素使用,以改善钢板的纵横性能差。

V的溶解温度较低,与铌相比阻止再结晶的作用较弱,仅在900℃以下对再结晶才起推迟作用,具有轻微的细化组织作用,但其沉淀强化作用比较显著。

Ti、V、Nb的固溶原子和析出的碳氮化物

本钢材要达到的力学性能屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥700MPa，延伸率≥17%，冲击性能（-20℃）≥47J。180°冷弯d=3a完好。

参照文献同类产品的成分设计制定本高强度中厚板的成分。

表1成分设计要求（%）

C Si

Mn

P

S

Nb

V

Ti ≤0.10 0.50 1.60 ≤0.030 ≤0.025 ≤0.06 ≤0.10

≤0.02

通过LF和RH真空处理降低钢中P、S含量及夹杂物，净化钢水；合理控制碳当量,保证高的强度和可焊性。优化微合金化工艺，采用Nb、V、Ti、Als复合以达到细化晶粒,固化游离氮,改善焊接性能；采用Al终脱和Ca处理Al2O3夹杂，提高钢水纯净度。同时为获得轧后充分的沉淀强化和微合金析出强化效果，控制加热温度在1200℃左右，使Nb（CN）相颗粒充分固溶到奥氏体中。采用控轧控冷、弛豫控制析出原理以及微合金析出强化等工艺手段细化晶粒，提高钢板强度。通过一定程度的控制冷却,可以降低奥氏体相变温度,增加过冷奥氏体的形核率,从而达到进一步细化铁素体晶粒的目的。冷速越大越有利于细化铁素体晶粒。但过大的冷速不仅不利于板材延展性的提高,而且还存在较厚钢板冷却不均,其内部会产生较大的热应力及组织应力导致钢板变形,影响到后序充分矫直。

最终确定其工艺流程如下：铁水预处理脱硫→转炉冶炼(炉后脱氧及Nb、V微合金化)→LF精炼→RH真空处理→板坯注流保护浇注→加热炉加热→高压水除鳞→轧机二阶段控轧→控制冷却→矫直→冷床冷却→精整。

第四篇：钢铁五大元素分析化验室仪器设备配置方案谈

铸造钢铁五大元素分析化验室仪器设备质量好的有那些配置方案？我们所说的钢铁五大元素指标化验室，一般在铸铁球墨铸铁灰铁检测化验室里，钢铁五大元素快速化验分析常常包括碳、硫、锰、磷、硅五大元素。在铸钢不锈钢检测化验室里，通常还要快速分析碳、锰、镍，这里不一一赘述。

1：通常我们采购高速碳硫分析仪解决碳硫两大元素指标的化验分析。高速碳硫分析仪分为非水法高速碳硫分析仪、微机全自动高速碳硫分析仪、红外高速碳硫分析仪等化验室仪器设备。企业可以根据自身条件状况选购！一般我们推荐你使用微机高速全自动碳硫分析仪和微机多元素快速分析仪，其价格不高，检测速度快，检测精度高，仪器设备长期工作稳定可靠等特点。可以满足铸造钢铁加工厂做到炉前快速化验和炉后分析化验，是不错的选择。

2：通常我们铸造钢铁厂化验室里采购检测锰、磷、硅、铬、钼、镍等元素的仪器设备有微机三元素快速分析仪和微机多元素快速分析仪、不锈钢金属元素快速分析仪等等。百度搜索永芳化玻浏览网站。一般我们向你推荐使用微机三元素快速分析仪和微机多元素快速分析仪，微机多元素快速分析仪不仅可以检测锰、磷、硅、铬、钼、镍经过定制还可以检测铜、钛、铝、钨、锌、镉、镁、钒等十五种以上金属元素。其光路采用了最新科学技术，仪器检测精度高，化验结果准确，长期工作稳定可靠等优点！

3：不锈钢元素化验仪器设备我们为你推荐一款专门检测不锈钢里金属元素含量的仪器设备：不锈钢金属元素快速分析仪。上铸造不锈钢元素化验室全整套仪器设备，元氏县永芳仪器化玻经营部有技艺高超的化验工程师为你提供免费上门安装调试，化验方法传授一条龙服务！

5：一般来讲，在不锈钢铸造锻造件厂，碳也是很主要的化验指标，铬硅锰和镍紧随其后。这就要求分析仪器的化验精度要高，化验室配置方案准确、到位、可靠才能有效快速分析不锈钢件里金属元素的准确含量。百度搜索永芳仪器化玻浏览网站。

6：最经济简单的铸造钢铁厂冶炼厂和锻造加工厂元素分析化验室可以配置如下仪器设备：721或722（指针式）数显精密分光光度计、非水法高速碳硫分析仪来测定五大元素含量分析。因为其实手动操作，分析速度相对较慢，不适合铸造钢铁企业炉前快速分析化验要求。而做炉后化验用这套设备也是可以的。7：其他优质铸造钢铁化验室仪器设备有：铝合金元素快速分析仪、矿石元素快速分析仪、冲击试验机、拉力试验机、冲击试样缺口手动电动拉床、全数字超声波探伤仪、智能数字涡流探伤仪、便携式涡流探伤仪、磁粉探伤仪、一二级化验室专用纯水机系统、精密电子分析天平、便携式里氏硬度计、百度搜索永芳化玻浏览网站。洛氏硬度计、布氏硬度计、超声波测厚仪、不锈钢电热蒸馏水器、液压式电子式万能试验机、国产进口精密火花直读光谱仪等等。

注：如有不尽之处，此处不再更新，尚请谅解。以上文章友情提供：元氏县永芳仪器化玻经营部。

第五篇：2008年金融危机对钢铁行影响分析及2012年综合预测报告

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2008年金融危机对钢铁行影响分析及2012年综合预测报告

来源于：

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内容摘要：

进入2008年9月以来，美国金融市场风云再起，雷曼兄弟控股公司破产、美洲银行收购美林集团、AIG集团陷入危机，强烈震撼了美国金融市场，并在国际金融市场掀起滔天巨浪，旷日持久的美国次贷危机转化为严峻的世纪性金融危机。由于这场金融危机仍处于持续发展中，金融市场瞬息万变，危机将走向何方并止于何处?巨大的不确定性笼罩全球。同样，这场危机的影响范围和影响程度仍是未解之谜。

从宏观环境来看，目前正值中国钢铁行业大变革、大发展的时代。受金融危机影响，当前国内钢铁行业已经处于下行状态，与前几年的蓬勃发展形成了鲜明的对比。2008年9月18日，我国钢铁龙头老大宝钢宣布，钢铁产品价格在10月份价格基础上下调。与此同时，国内大大小小的钢铁企业纷纷加入到降价行列。有关统计显示，目前，全国钢铁产品的价格平均下跌已达20%。钢铁企业不再一味追求产量，在行业不景气的情况下，也出现了大面积的减产潮。2008年全国粗钢产量自6月起明显下滑，11月份全国粗钢产量为近30个月最低产量。在原材料大幅涨价和产品价格持续低迷的双重打击下，目前河北省不少中小钢企已陷入“无利可图”的境地，在这种压力下，越来越多的中小钢企纷纷选择停产歇业。

此次金融危机，对中国钢铁业而言是挑战也是机遇。机遇方面，首先，中国钢铁产品90%以上属于内销，虽然中国房地产行业景气度持续低迷，汽车、机械制造行业运行情况也不乐观，不过政府频频出台的措施也将对钢铁行业产生积极作用。目前，国务院批复的铁路投资额已经达到2万亿元，其中在建项目的投资规模超过了1.2万亿；此外有消息称，交通运输部门正在酝酿一个未来3至5年内投资5万亿元的计划，包括在建项目、已经规划的项目和追加投资，将涉及公路、水路、港口和码头建设等。政府加大基础设施建设将对拉动钢材需求起到一定的作用。

其次，金融危机为中国钢铁企业并购国外企业提供了机会。在金融危机的大背景下，钢铁行业面临巨大风险，有政府背景的大型国内钢铁企业资金实力雄厚，借金融危机大举并购国外钢铁生产企业，进而入主国际市场，而并购国外矿企有

利于中国钢企取得稳定的矿石来源，并为中国钢企未来在铁矿石谈判中获得更多的话语权提供有力支撑。

目录：

第一章2008年全球金融危机的爆发

第一节、金融危机爆发的原因

一、美国次贷危机爆发

1、次贷危机爆发和次贷的概念

2、次贷的形成、传递及放大

3、次贷危机的成因和根源

二、次贷危机的传导

1、次贷危机从信贷市场传导至资本市场

2、次贷危机从资本市场传导至信贷市场

3、次贷危机从金融市场传导至实体经济

三、全球金融危机的形成1、次贷危机向全球的传导和蔓延

2、金融危机的形成和发展趋势分析

第二节、全球金融危机对全球经济的影响

第三节、主要国家和地区受全球金融危机的影响及应对措施

一、美国

二、欧盟

三、日本

„„

第四节、中国受金融危机的影响及应对措施

一、金融危机对中国的影响

二、中国应对金融危机的措施

第二章金融危机基本规律与研究

第一节、金融危机定义

第二节、金融危机的分类

一、货币危机

二、银行危机

三、债务危机

三、资本市场危机

四、混合型危机

第三节、金融危机爆发的原因

第四节、危机发生前的典型特征与规律总结

第五节、历次金融危机分析

一、美国1929-1933年经济危机与政策简述

二、20世纪90年代北欧三国银行危机

三、日本1990年危机与政策简述

四、亚洲金融危机与政策简述

第六节、国际市场面对金融危机应对经验

一、美国证券市场几次著名危机的应对

二、日本金融市场危机的应对

三、东南亚金融危机的应对

四、香港金融危机的应对

第三章金融危机对全球钢铁行业的影响

第一节、金融业与钢铁行业的关系

一、全球金融业与钢铁行业的关系

二、我国金融业与钢铁行业的关系

第二节、历次金融危机对全球钢铁行业的影响

第三节、当前金融危机对全球钢铁行业的影响

一、对钢铁行业本身的影响

二、对钢铁相关行业影响

第四节、当前金融危机对钢铁制造厂商的影响

一、全球钢铁企业运行情况

二、全球金融风暴下重点企业应对措施

第五节、当前金融危机对中国钢铁行业运行的影响

一、中国钢铁行业发展现状分析

二、2008年中国钢铁行业运行情况分析

第四章全球金融危机下中国钢铁行业的供给与需求状况

第一节、全球金融危机下中国钢铁行业的供给情况

一、2008年中国钢铁行业产量状况及变化趋势1、2008年钢铁行业产量月度数据及同期增长分析2、2007年和2008年钢铁细分行业的产量对比分析3、2008年钢铁行业产量不同地区的对比

二、产值分析1、2007年和2008年钢铁行业产值及同期增长分析2、2007年和2008年钢铁细分行业产值对比分析3、2007年和2008年钢铁行业产值不同地区的对比

三、2000-2008年钢铁行业投入—产出分析

四、原材料价格对钢铁行业影响分析

第二节、金融危机下中国钢铁行业的需求情况

一、影响钢铁行业市场需求的因素分析

二、钢铁行业销售情况及同期变化情况1、2007年和2008年钢铁行业销售收入及同期增长分析 2、2008年细分行业销售状况对比3、2008年不同地区的销售情况分析4、2008年不同性质企业销售能力分析5、2008年不同规模企业销售能力分析

三、2000-2008年钢铁行业产销率分析

第三节、2008年各主要产品价格走势分析

第五章全球金融危机下中国钢铁行业进出口分析

第一节、2008年钢铁行业进口情况月度分析

一、2008年钢铁进口及增长率分析

二、2008年不同种类钢铁进口分析

三、2008年钢铁进口地域结构分析

四、2007年和2008年钢铁进口同期对比分析

第二节、2008年钢铁行业出口状况月度分析

一、2008年钢铁出口及增长率分析

二、2008年不同种类钢铁出口分析

三、2008年钢铁出口地域结构分析

四、2007年和2008年钢铁出口同期对比分析

第三节、金融危机对中国钢铁行业进出口的影响分析

一、金融危机对中国钢铁行业出口的影响

二、金融危机对中国钢铁行业进口的影响

第六章全球金融风暴下中国钢铁企业的生存与发展

第一节、2008年钢铁企业的盈亏情况及同期变化趋势分析

一、企业盈利状况

二、企业亏损状况

第二节、2008年钢铁企业竞争情况及同期变化趋势分析

一、区域竞争情况

二、不同所有制企业竞争情况

三、不同规模企业竞争情况

四、金融危机下钢铁企业的并购与重组

第三节、金融危机下钢铁企业的综合能力分析

一、销售收入前10家企业整体状况分析

二、2008年不同类型企业的成本收益情况

1、不同所有制企业成本收益

2、不同性质企业成本收益

3、不同规模企业成本收益

三、2008年钢铁企业发展能力分析

1、运营能力

2、盈利能力

3、偿债能力

第四节、全球金融危机下中国钢铁企业面临的机遇与挑战

第七章全球金融危机下中国重点钢铁企业发展状况

第一节、中国宝钢集团

一、企业概况

二、2008年企业经营情况分析

三、公司最新发展动态及策略分析

四、企业在危机中具有的优劣势分析

五、当前企业采取的应对措施及建议

第二节、中国首钢集团

一、企业概况

二、2008年企业经营情况分析

三、公司最新发展动态及策略分析

四、企业在危机中具有的优劣势分析

五、当前企业采取的应对措施及建议

第三节、鞍山钢铁集团

一、企业概况

二、2008年企业经营情况分析

三、公司最新发展动态及策略分析

四、企业在危机中具有的优劣势分析

五、当前企业采取的应对措施及建议

第四节、武汉钢铁集团

一、企业概况

二、2008年企业经营情况分析

三、公司最新发展动态及策略分析

四、企业在危机中具有的优劣势分析

五、当前企业采取的应对措施及建议

第五节、济南钢铁集团总公司

一、企业概况

二、2008年企业经营情况分析

三、公司最新发展动态及策略分析

四、企业在危机中具有的优劣势分析

五、当前企业采取的应对措施及建议

第六节、邯郸钢铁集团

一、企业概况

二、2008年企业经营情况分析

三、公司最新发展动态及策略分析

四、企业在危机中具有的优劣势分析

五、当前企业采取的应对措施及建议

第八章金融危机下钢铁行业发展趋势及应对策略

第一节、我国钢铁工业应对金融危机的主要策略

一、国家经济、金融政策调整

二、钢铁行业政策调整

第二节、钢铁行业投资风险分析

一、钢铁行业投资风险综合分析

二、钢铁行业产业结构性风险分析

三、钢铁行业市场经营风险分析

四、钢铁行业政策风险分析

第三节、金融危机下钢铁行业的发展趋势

一、2009-2012年钢铁行业市场规模预测

二、部分专家对钢铁行业市场走势的预测观点

第四节、中机系建议