合金钢通常比碳钢对热处理和机械处理较敏感。添加这些少量的合金元素能够让常规碳钢产生一定的特定性能。添加不同的元素比例(或组合),使钢材的性能进一步加强,例如增加硬度、耐蚀性,增加强度,改善可成形性(延展性);焊接性也会改变。
合金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等。其中钒、钛、铌、锆等在钢中是强碳化物形成元素,只要有足够的碳,在适当条件下,就能形成各自的碳化物,当缺碳或在高温条件下,则以原子状态进入固溶体中;锰、铬、钨、钼为碳化物形成元素,其中一部分以原子状态进入固溶体中,另一部分形成置换式合金渗碳体;铝、铜、镍、钴、硅等是不形成碳化物元素,一般以原子状态存在于固溶体中。
相比常见的普通钢而言,合金钢在普通碳素钢里适量地加入了多种合金元素,使钢的组织结构发生变化,从而在强度、刚度、韧性、可塑性、耐腐蚀等性能方面比普通钢较加优良,具体有以下几方面的优势:
1、强度、刚度大、延性好、塑性变形能力强,地震作用小;
2、比普通钢材料能较好地满足跨度长、高度大的要求;
3、具有优良的耐候性和可焊性,后者可提高焊接质量并降低焊接节点开裂的可能性;
4、全部工厂化制作,便于加工、运输和安装,施工周期短;
5、构架的构件简单且布置灵活,节省用钢量;
6、微量元素控制严格,热镀锌质量将得到良好保证,外形美观免维护。
合金钢的淬硬性主要取决于含碳量,与相同碳量的碳钢相比略有提高,但合金钢的淬透性与回火稳定性明显提高。因此,合金钢适于不锈钢工程中制造截面尺寸大,要求获得较厚淬硬层,或要求强度、硬度、塑性、韧性较高的钢件。
合金钢具有比碳钢较高的强度和韧性,而且其强化效果随组织不平衡程度的而趋于明显。如退火态合金钢的强度并不比碳钢有很大的优越性,而在正火态,合金钢的强度比碳钢明显增加,经淬火、回火后,合金钢的强化效果显著。
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