1.对钢性能的影响
1)制件中的含碳量越高,制件的硬度也越高,冲压力的要求也就越大。相反,耐磨性能就越好,但塑性和韧性就越差。
2)硫是钢中的有害元素,含硫量过多的钢,冲压时容易引起脆裂,常称为“热脆”。
3)磷能提高钢的强度,但降低制件的塑性和韧性,特别是低温时这种现象较为严重,常称为“冷脆”。在优质钢中对硫、磷含量都从严控制。在机械加工方面,其容易断屑,对改善切削有利。
4)锰能提高钢的强度,消除和削弱硫的不利影响,并能提高钢的渗透性。锰还能部分或全部代替镍来生产奥氏体不锈钢。高锰钢还具有良好的耐磨性。
5)硅除了能提高钢的强度外,还能提高屈强化(σ1/σb)和疲强比(σ-1/σb)。但硅会使钢的塑性和韧性降低。硅能提高钢在加热时的抗氧性。电工钢中用硅量较多,目的是改善它的电磁性能。
6)钨可提高钢的硬度、耐磨性、强度,尤其能提高钢的红硬性和回火稳定性,还能减轻氢对钢的有害作用。
7)铬能提高钢的强度、硬度、耐磨性、淬透性。当含铬量在26%以内时,钢的冲击韧性随含铬量的增加而提高。铬还能显著提高制件的抗腐蚀能力。
8)钒对钢性能的影响主要是决定于碳化矾(V4C3),使钢制件的硬度和耐磨性提高。少量的钒还能细化晶粒,有利于提高制件的力学性能。
9)钼能提高钢的强度、耐磨性、冲击韧性、淬透性、热强性。但使剩磁和矫顽力增加。
10)钛能细化钢的晶粒,提高制件的力学性能和热强性。在不锈钢中,它能消除或减少晶间腐蚀现象。
11)镍能提高钢的强度、韧性和抗疲劳能力。镍与铬配合具有明显的抗蚀能力。但镍增加了氢在钢中的溶解度,易产生“白点”的缺陷。
12)钢中含有微量(0.001%~0.005%)的硼时,它的淬透性可成倍提高,特别是表面渗硼,可明显提高产品的表面硬度、耐磨性和抗蚀能力。
13)铅能细化钢的晶粒,固定钢中的氧和氮,提高钢和屈服点σε和屈强比(σε/σb),减轻和消除钢的时效现象,提高钢的冲击韧性。铝还能提高钢的抗氧化性和抗硫化氢的能力。
14)铜能改善低合金结构钢的抗大气腐蚀性能,特别是与磷配合使用效果更为显著。
2.对铜和铜合金性能的影响
(1)纯铜
1)所有的杂质元素都会降低纯铜的导电性,其中磷和砷影响最大。
2)铁、铬、锰降低铜的抗磁性。
3)铋使铜产生热脆和冷脆,但含铋0.7%~1.0%的铜合金用于真空开关,可防止粘结并延长使用寿命。
4)铅使铜发脆,但能改善铜的切削和耐磨性。
5)硫使铜的冷加工困难。
6)砷和锡能提高铜的耐蚀性。
(2)黄铜
1)锌能改善黄铜的力学性能。当含锌量在32%以内时,撞击时不会发生火花。随着含锌量的提高,黄铜的塑性也增加,而含锌量不超过47%时,黄铜的抗拉强度随含锌量的增加而提高。
2)铝能提高黄铜的强度、硬度和抗蚀性。但含铝量超过2%时,黄铜的塑性急剧下降。
3)少量的锡能提高黄铜的强度和硬度,含量过多时,反而会降低黄铜的塑性。锡能提高黄铜在海水或海洋大气中的抗蚀作用。
4)铅能改善黄铜的可切削性和耐磨性,但使强度、硬度及延伸率下降。
5)锰能提高高铜的强度和硬度,特别是高温性能。锰还能增强黄铜对海水、氯化物和过热蒸气的耐蚀性。
6)铁通常与锰、锡、铅、铝等配合,能提高黄铜的耐蚀性和力学性能。
7)硅可以提高黄铜的强度、硬度和铸造性能,但含硅量过高,会使黄铜的塑性降低。
(3)白铜
1)白铜的含镍量小于60%时随着含镍量的增加,其强度、硬度增加,但塑性降低。
2)锌能提高白铜的力学性能和抗腐蚀能力。
3)锰能增加白铜的电阻。
4)铁能提高白铜的力学性能并增加抗海水侵蚀的能力。
5)铝除了能提高白铜的力学性能外,还能增加其耐蚀性、耐寒性和弹性。
(4)青铜
1)锡的含量不超过8%时,青铜的塑性和强度随含锡量的增加而提高。锡还能提高青铜的抗蚀性,特别是在高压过热蒸气中的抗蚀性。
2)锌能提高青铜的铸造性。
3)铅能改善青铜的耐磨性、导热性、抗疲劳性和可切削性。
4)磷能提高青铜的耐磨性、弹性和硬度。
5)铝能提高青铜的强度、硬度、耐蚀性、疲劳强度、导电性、耐寒性、传热性,并能使其呈无磁性。
3.对铝和铝合金性能的影响。
(1)纯铝
1)所有杂质元素均要降低铝的导电性能。
2)铁与硅如并存于铝中,使铝的塑性、耐腐蚀性降低。
3)铜使铝的耐腐蚀性降低。
4)锌也降低铝的耐腐蚀性。
(2)变形铝合金
1)铜能明显提高铝合金的强度和硬度。铜和镁共同作用,通过淬火时效作用能强化铝合金。
2)镁主要是提高铝合金的强度和硬度。
3)锌能提高铝合金的时效强化效率,并可改善可切削性能和热塑性,但使其疲劳强度和抗晶间腐蚀能力降低。
4)锰主要是能提高铝合金的强度。
5)钛和硼可细化铝合金的晶粒和提高其强度。
6)硅能提高铝合金的热塑性,并增强其热处理强化效果。