【材料课堂】铝在钢中的作用

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一、铝对钢的显微组织及热处理的影响

① 铝与氧和氮有很强的亲和力，是炼钢时的脱氧定氮剂。

② 铝强烈地缩小钢中的奥氏体相区。

③ 铝和碳的亲和力小，在钢中一般不出现铝的碳化物。铝强烈促进碳的石墨化，加入铬、钛、钒、铌等强磁化物形成元素可抑制铝的石墨化作用。

④ 铝细化钢的本质晶粒，提高钢晶粒粗化的温度，但当钢中的固溶金属铝含量超过一定值时，奥氏体晶粒反而容易长大粗化。

⑤ 铝提高钢的马氏体的转变温度，减少淬火后的残留奥氏体含量，在这方面的作用与除钴以外的其他合金元素相反。

晶粒度分级图，铝在钢中是良好的细化晶粒元素

二、铝对钢的力学性能的影响

① 铝减轻钢对缺口的敏感性，减少或消除钢的时效现象，特别是降低钢的韧脆转变温度，改善钢在低温下的韧性。

② 铝有较大的固溶强化作用，高铝钢具有比强度较高的优点。铁素体型的铁铝系合金，其高温强度和持久强度超过了Cr13钢，但其室温塑性和韧性低，冷变形加工困难。

③ 奥氏体型铁铝锰系钢的综合性能较佳。

 

三、铝对钢的物理、化学及工艺性能的影响

① 铝加入到铁铬合金中可使其电阻温度系数降低，可作电热合金材料。

电热合金丝

② 铝与硅在减少变压器钢的铁心损耗方面有相近的作用。

③ 铝含量达到一定值时，使钢的表面产生钝化现象，使钢在氧化性酸中具有耐蚀性，并提高对硫化氢的耐蚀性。铝对钢在氯气及氯化物气氛中的耐蚀性不利。

④ 含铝的钢渗氮后表面形成氮化铝层，可提高硬度和疲劳强度，改善耐磨性。

⑤ 铝作为合金元素加入钢中，可显著提高钢的抗氧化性。在钢的表面镀铝或渗铝可提高其抗氧化性和耐蚀性，可用于制造太阳能热水器等。

⑥ 铝对热加工性能、焊接性和切削性有不利影响。

 

四、铝在钢中的应用

① 铝在一般的钢中主要起脱氧和控制晶粒度的作用。

② 铝作为主要合金元素之一，广泛应用于特殊合金中，包括渗氮钢、不锈耐酸钢、耐热不起皮钢、电热合金、硬磁与软磁合金等。   

来源：GNR代表处

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