일반적인 합금 원소에는 크롬, 니켈, 몰리브덴, 텅스텐, 바나듐, 티타늄, 니오븀, 지르코늄, 코발트, 실리콘, 망간, 알루미늄, 구리, 붕소, 희토류 등이 포함됩니다. 인, 황 및 질소는 일부 강종(예: 11SMn30)에서 합금 역할도 합니다.
1. 크롬(Cr) 크롬은 강철의 담금질성을 높일 수 있고 2차 담금질 효과가 있어 강철을 취성화시키지 않으면서 탄소강의 경도와 내마모성을 향상시킬 수 있다. 함량이 12%를 초과하면 강재의 고온 내 산화성 및 내 산화 부식성이 우수하고 강재의 열 강도도 증가합니다. 크롬은 스테인리스 내산강과 내열강의 주요 합금 원소입니다. 크롬은 압연 상태에서 탄소강의 강도와 경도를 향상시키고 연신율과 면적 감소를 줄일 수 있습니다. 크롬 함량이 15%를 초과하면 강도와 경도가 감소하고 그에 따라 연신율과 면적 감소가 증가합니다. 담금질 및 템퍼링 구조에서 크롬의 주요 기능은 경화성을 개선하여 담금질 및 템퍼링 후 강철이 더 나은 종합적인 기계적 특성을 갖도록 하는 것입니다. 침탄강에서 크롬 함유 탄화물도 형성되어 재료의 표면 저항을 향상시킬 수 있습니다. 마모성. 크롬 함유 스프링강은 열처리 중에 쉽게 탈탄되지 않습니다. 크롬은 공구강의 내마모성, 경도 및 적색 경도를 향상시킬 수 있으며 템퍼링 안정성이 우수합니다. 전열 합금에서 크롬은 합금의 내산화성, 저항성 및 강도를 향상시킬 수 있습니다.
2. 니켈(Ni)니켈은 강철에서 페라이트를 강화하고 펄라이트를 미세화합니다. 전반적인 효과는 강도를 높이는 것이며 소성에 미치는 영향은 크지 않습니다. 일반적으로 담금질 및 템퍼링 처리 없이 압연, 노멀라이징 또는 어닐링 상태로 사용되는 저탄소강의 경우 특정 니켈 함량은 인성을 크게 줄이지 않고 강의 강도를 증가시킬 수 있습니다. 강철의 강도를 향상시키면서 니켈은 다른 합금 원소보다 강철의 인성, 가소성 및 기타 공정 특성에 대한 손상이 적습니다. 중탄소강의 경우 니켈이 펄라이트 변태 온도를 낮추기 때문에 펄라이트가 더 얇아집니다. 니켈은 공석점의 탄소 함량을 감소시키기 때문에 펄라이트의 수는 동일한 탄소 함량을 가진 탄소강의 수보다 많습니다. 니켈 함유 펄라이트계 페라이트계 강의 강도는 동일한 탄소 함량을 가진 탄소강보다 높습니다. 반대로, 강의 강도가 같으면 니켈 함유 강의 탄소 함량을 적절하게 감소시킬 수 있으므로 강의 인성과 가소성을 향상시킬 수 있다. 니켈은 피로에 대한 강철의 저항성을 증가시키고 노치에 대한 강철의 감도를 감소시킬 수 있습니다. 니켈은 강철의 저온 취성 전이 온도를 감소시키며, 이는 저온 강철에 매우 중요합니다. 3.5% 니켈이 포함된 강철은 -100도에서 사용할 수 있고 9% 니켈이 포함된 강철은 -196도에서 사용할 수 있습니다. 니켈은 강철의 크리프 저항성을 증가시키지 않으므로 일반적으로 열에 강한 강철의 강화 요소로 사용되지 않습니다. 또한 강철에 첨가된 니켈은 산에 강할 뿐만 아니라 알칼리에 강하고 대기 및 염분에 대한 내식성을 가지고 있습니다. 니켈은 내산성 스테인리스강의 중요한 원소 중 하나입니다.
3. 몰리브덴(Mo) 몰리브덴은 강철의 담금질성과 열강도를 향상시키고, 템퍼 취성을 방지하고, 특정 매체에서 잔류자속성과 보자력 및 내식성을 증가시킬 수 있습니다.
4. 텅스텐(W) 텅스텐은 강철에 탄화물을 형성하는 것 외에도 부분적으로 철에 용해되어 고용체를 형성합니다. 그 효과는 몰리브덴과 유사합니다. 질량 분율로 계산하면 일반적인 효과는 몰리브덴만큼 중요하지 않습니다. 강철에서 텅스텐의 주요 패턴은 템퍼링 안정성, 적색 경도, 열 강도 및 탄화물 형성으로 인한 내마모성을 증가시키는 것입니다. 따라서 고속도강, 열간단조금형용강 등 공구강에 주로 사용된다. 텅스텐을 첨가함으로써 강의 내마모성과 가공성을 획기적으로 향상시킬 수 있으므로 텅스텐이 주원소이다. 합금 공구강.
5. 바나듐(V) 바나듐은 탄소, 암모니아 및 산소와 강한 친화력을 가지며 이에 상응하는 안정한 화합물을 형성합니다. 바나듐은 주로 강철에 탄화물 형태로 존재합니다. 주요 기능은 강철의 구조와 입자를 미세화하고 강철의 강도와 인성을 줄이는 것입니다. 고온에서 고용체에 용해되면 경화성을 증가시킵니다. 반대로 탄화물의 형태로 존재하면 담금질성을 감소시킨다. 바나듐은 경화된 강철의 템퍼링 안정성을 증가시키고 2차 경화 효과를 생성합니다. 고속 공구강을 제외하고 강철의 바나듐 함량은 일반적으로 0.5% 이하입니다. 바나듐은 일반 저탄소 합금강의 입자를 미세화하고 정규화 후 강도와 항복비를 향상시키고 저온 특성을 개선하며 강철의 용접 성능을 향상시킬 수 있습니다. 합금 구조용 강철의 바나듐은 일반적인 열처리 조건에서 담금질성을 감소시키기 때문에 구조용 강철의 망간, 크롬, 몰리브덴 및 텅스텐과 함께 자주 사용됩니다.
6. 티타늄(Ti) 티타늄은 질소, 산소, 탄소와 친화력이 강하고 철보다 황과 친화력이 강합니다. 따라서 좋은 탈산소제이며 질소와 탄소를 고정시키는 효과적인 원소이다. 티타늄은 강력한 탄화물 형성 원소이지만 다른 원소와 결합하여 복잡한 화합물을 형성하지는 않습니다. 티타늄 카바이드는 결합력이 강하고 안정성이 있으며 분해하기 쉽지 않습니다. 강철에서 1000도 이상으로 가열할 때만 천천히 고용체에 용해될 수 있습니다. 금속 가공 WeChat, 내용이 좋고 주목할 가치가 있습니다. 용해되기 전에 티타늄 카바이드 입자는 입자 성장을 방지하는 효과가 있습니다. 티타늄과 탄소 사이의 친화력이 크롬과 탄소 사이의 친화력보다 훨씬 크기 때문에 티타늄은 입계에서 크롬의 고갈을 제거하여 강철의 입계 부식을 제거하거나 줄이기 위해 스테인리스강에 탄소를 고정하는 데 종종 사용됩니다. 티타늄은 또한 강철의 A1 및 A3 온도를 크게 증가시키는 강력한 페라이트 형성 원소 중 하나입니다. 티타늄은 일반 저 합금강의 소성 및 인성을 향상시킬 수 있습니다. 티타늄이 질소와 황을 고정하고 티타늄 카바이드를 형성함에 따라 강철의 강도가 증가합니다. 정규화 후 결정립이 미세화되고 탄화물을 형성하기 위한 침전이 강철의 가소성과 충격 인성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 티타늄을 함유한 구조용 합금강은 기계적 성질 및 공정 특성이 양호하지만 담금질성이 약간 떨어진다는 것이 주요 단점이다.
7. 니오븀(Nb) 니오븀은 강철에서 고용체로 용해될 수 있으며 고용체 강화에 역할을 합니다. 오스테나이트에 용해되면 강철의 담금질성이 크게 향상됩니다. 그러나 탄화물과 산화물 입자의 형태로 입자를 미세화하고 강철의 담금질성을 감소시킵니다. 강철의 템퍼링 안정성을 높일 수 있으며 2차 경화 효과가 있습니다. 미량의 니오븀은 연성과 인성에 영향을 주지 않고 강철의 강도를 증가시킬 수 있습니다. 결정립 미세화 효과로 인해 강철의 충격 인성을 향상시키고 취성 전이 온도를 낮출 수 있습니다. 함량이 탄소의 8배 이상이면 강철의 거의 모든 탄소가 고정될 수 있으므로 강철은 내수소성이 우수합니다. 오스테나이트계 강철에서는 매체를 산화시켜 강철의 입계 부식을 방지할 수 있습니다. 고정 탄소 및 석출 경화로 인해 크리프 강도와 같은 열 강도 강의 고온 특성을 향상시킬 수 있습니다.