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合金元素硅在金属材料中的作用

合金元素硅是一种非常重要的金属元素,在许多合金材料生产的时候都需要加合金元素硅,合金元素硅的使用可以改变合金材料中的性能,让许多合金材料性能更加优越和稳定。因此人们非常重视合金元素硅的使用,作为精密合金材料添加剂,硅合金元素使用也是非常有研究意义,那么硅金属元素对合金材料有哪些影响呢?下面我们来分析这些作用。

电热合金

合金元素硅对钢的显微组织及热处理的影响,作为钢中的合金元素,其质量分数一般不低于0.4%,以固溶体形态存在于铁素体或奥氏体中,能够缩小奥氏体相区。合金元素硅提高退火、正火和淬火温度,在亚共析钢中提高淬透性。硅不形成碳化物,可强烈地促进碳的石墨化,在硅含量较高的中碳钢和高碳钢中,如不含有强碳化物形成元素,易在一定温度下发生石墨化。在渗碳钢中,硅能够减小渗碳层厚度和碳的浓度。硅对钢液有良好的脱氧作用。

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硅对钢的力学性能的影响

合金元素硅提高铁素体和奥氏体的硬度和强度,其作用较锰、镍、铬、钨、铝、钒等更强;显著提高钢的弹性极限、屈服强度和屈强比,并提高疲劳强度。此外硅的质量分数超过3%时,钢的塑性和韧性显著降低。使钢中形成带状组织,造成横向性能低于纵向性能。改善钢的耐磨性能。硅对钢的物理、化学及加工工艺的影响。合金元素硅降低钢的密度、热导率、电导率和电阻温度系数。硅钢片的涡流损耗量显著低于纯铁,矫顽力、磁阻和磁滞损耗较低磁导率和磁感强度较高。合金元素硅提高高温时钢的抗氧化性能。使钢的焊接性恶化,硅的质量分数超过2.5%的钢,其塑性加工较为困难。

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硅在钢中的应用

合金元素硅在普通低合金钢中可提高强度,改善局部腐蚀抗力,在调质钢中可提高淬透性和耐回火性,是多元合金结构中的主要合金组元之一。硅的质量分数为0.5%-2.8%的SiMn或 SiMnB钢广泛用于高载荷弹簧材料,同时加入钨、钒、钼、铌、铬等强碳化物形成元素。硅钢片是硅的质量分数为1.0%-4.5%的低碳钢和超低碳钢,用于电机和变压器。在不锈钢和耐蚀钢中,与钼、钨、铬、铝、钛、氮等配合,提高耐蚀性和抗高温氧化性能。用不锈钢和耐蚀钢制作的雕像经久如新。硅含量较高的石墨钢用于冷模具材料。


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