本專題中，我們主要學(xué)習(xí)合金元素在金屬中的作用。一般，可以從以下四個(gè)方面探討：

一、對(duì)金屬的顯微組織及熱處理的影響;二、對(duì)金屬力學(xué)性能的影響;三、對(duì)金屬物理參數(shù)、化學(xué)性能和加工工藝的影響;四、在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用如今的工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中，最常用的合金元素有硅、錳、鉻、鎳、鉬、鎢、釩、鈮、硼、氮、磷、硫、硒、銻、碲、鋁等。接下來(lái)的課題，我們?yōu)榇蠹乙灰唤榻B每種元素在上述四個(gè)方面對(duì)金屬的影響和應(yīng)用。

硅在鋼中的作用

一、硅對(duì)鋼的顯微組織及熱處理的影響

1）作為鋼中的合金元素，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般不低于0.4%，以固溶體形態(tài)存在于鐵素體或奧氏體中，能夠縮小奧氏體相區(qū)。

2）提高退火、正火和淬火溫度，在亞共析鋼中提高淬透性。

3）硅不形成碳化物，可強(qiáng)烈地促進(jìn)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(qiáng)碳化物形成元素，易在一定溫度下發(fā)生石墨化。

4）在滲碳鋼中，硅能夠減小滲碳層厚度和碳的濃度。

5）硅對(duì)鋼液有良好的脫氧作用。

二、硅對(duì)鋼的力學(xué)性能的影響

1）提高鐵素體和奧氏體的硬度和強(qiáng)度，其作用較錳、鎳、鉻、鎢、鋁、釩等更強(qiáng)；顯著提高鋼的彈性極限、屈服強(qiáng)度和屈強(qiáng)比，并提高疲勞強(qiáng)度。

2）硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)3%時(shí)，鋼的塑性和韌性顯著降低。

3）使鋼中形成帶狀組織，造成橫向性能低于縱向性能。

4）改善鋼的耐磨性能。

三、硅對(duì)鋼的物理、化學(xué)及加工工藝的影響

1）降低鋼的密度、熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率和電阻溫度系數(shù)。

2）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(dǎo)率和磁感強(qiáng)度較高。

3）提高高溫時(shí)鋼的抗氧化性能。

4）使鋼的焊接性惡化。

5）硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)2.5%的鋼，其塑性加工較為困難。

四、硅在鋼中的應(yīng)用

1）在普通低合金鋼中可提高強(qiáng)度，改善局部腐蝕抗力，在調(diào)質(zhì)鋼中可提高淬透性和耐回火性，是多元合金結(jié)構(gòu)中的主要合金組元之一。

2）硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%-2.8%的SiMn或 SiMnB鋼廣泛用于高載荷彈簧材料，同時(shí)加入鎢、釩、鉬、鈮、鉻等強(qiáng)碳化物形成元素。

3）硅鋼片是硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%-4.5%的低碳鋼和超低碳鋼，用于電機(jī)和變壓器。

4）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(jīng)久如新。

5）硅含量較高的石墨鋼用于冷模具材料。