模具鋼中的合金元素，最常用的有硅、錳、鉻、鎳、鉬、鎢、釩，鈦，鈮、硼、鋁等。以下將分別說明它們在鋼中的作用：

1、硅在鋼中的作用

(1)提高鋼中固溶體的強(qiáng)度和冷加工硬化程度使鋼的韌性和塑性降低。

(2)硅能顯著地提高鋼的彈性極限、屈服極限和屈強(qiáng)比,這是一般彈簧鋼。

(3)耐腐蝕性。硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％一20％的高硅鑄鐵，是很好的耐酸材料。含有硅的鋼在氧化氣氛中加熱時，表面也將形成一層SiO2薄膜，從而提高鋼在高溫時的抗氧化性。

(4)缺點(diǎn)：使鋼的焊接性能惡化。（關(guān)注微信公眾號：材料科學(xué)與工程）

2、錳在鋼中的作用

（1）錳提高鋼的淬透性。

（2）錳對提高低碳和中碳珠光體鋼的強(qiáng)度有顯著的作用。

（3）錳對鋼的高溫瞬時強(qiáng)度有所提高。

錳鋼的主要缺點(diǎn)是：

（1）含錳較高時，有較明顯的回火脆性現(xiàn)象。

（2）錳有促進(jìn)晶粒長大的作用，因此錳鋼對過熱較敏感t在熱處理工藝上必須注意。這種缺點(diǎn)可用加入細(xì)化晶粒元素如鉬、釩鈦等來克服。

（3）當(dāng)錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過1％時，會使鋼的焊接性能變壞（關(guān)注微信公眾號：材料科學(xué)與工程）。

（4）錳會使鋼的耐銹蝕性能降低。

3、鉻在鋼中的作用

（1）鉻可提高鋼的強(qiáng)度和硬度。

（2）鉻可提高鋼的高溫機(jī)械性能。

（3）使鋼具有良好的抗腐蝕性和抗氧化性。

（4）阻止石墨化。

（5）提高淬透性

缺點(diǎn)：①鉻是顯著提高鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度；②鉻能促進(jìn)鋼的回火脆性。

4、鎳在鋼中的作用

（1）可提高鋼的強(qiáng)度而不顯著降低其韌性。

（2）鎳可降低鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度，即可提高鋼的低溫韌行。

（3）改善鋼的加工性和可焊性。

（4）鎳可以提高鋼的抗腐蝕能力，不僅能耐酸，而且能抗堿和大氣的腐蝕。

5、鉬在鋼中的作用

（1）鉬對鐵素體有固溶強(qiáng)化作用。

（2）提高鋼熱強(qiáng)性

（3）抗氫侵蝕的作用

（4）提高鋼的淬透性

缺點(diǎn)：鉬的主要不良作用是它能使低合金鉬鋼發(fā)生石墨化的傾向。

6、鎢在鋼中的作用

（1）提高強(qiáng)度

（2）提高鋼的高溫強(qiáng)度

（3）提高鋼的抗氫性能

（4）是使鋼具有熱硬性；因此鎢是高速工具鋼中的主要合金元素

7、釩在鋼中的作用

（1）熱強(qiáng)性

（2）釩能顯著地改善普通低碳低合金鋼的焊接性能

8、鈦在鋼中的作用

（1）鈦能改善鋼的熱強(qiáng)性，提高鋼的抗蠕變性能及高溫持久強(qiáng)度。

（2）并能提高鋼在高溫高壓氫氣中的穩(wěn)定性。使鋼在高壓下對氫的穩(wěn)定性高達(dá)600℃以上，在珠光體低合金鋼中，鈦可阻止鉬鋼在高溫下的石墨化現(xiàn)象。因此，鈦是鍋爐高溫元件所用的熱強(qiáng)鋼中的重要合金元素之一。

9、鈮在鋼中的作用

（1）鈮和碳、氮、氧都有極強(qiáng)的結(jié)合力，并與之形成相應(yīng)的極為穩(wěn)定的化合物，因而能細(xì)化晶粒，降低鋼的過熱敏感性和回火脆性。

（2）有極好的抗氫性能。（關(guān)注微信公眾號：材料科學(xué)與工程）

（3）鈮能提高鋼的熱強(qiáng)性。

10、硼在鋼中的作用

（1）提高鋼的淬透性。

（2）提高鋼的高溫強(qiáng)度。強(qiáng)化晶界的作用

11、鋁在鋼中的作用

（1）用作煉鋼時的脫氧定氮劑，細(xì)化晶粒，抑制低碳鋼的時效，改善鋼在低溫時的韌*，特別是降低了鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度

（2）提高鋼的抗氧化性能。曾對鐵鋁合金的抗氧化性進(jìn)行了較多的研究；4％AI即可改變氧化皮的結(jié)構(gòu)，加入6％A1可使鋼在980C以下具有抗氧化性。當(dāng)鋁和鉻配合并用時，其抗氧化性能有更大的提高。例如，含鐵50％一55％、鉻30％一35鋁10％一15％的合金，在1400C高溫時，仍具有相當(dāng)好的抗氧化性。由于鋁的這一作用，近年來，常把鋁作為合金元素加入耐熱鋼中。（關(guān)注微信公眾號：材料科學(xué)與工程）

（3）此外，鋁還能提高對硫化氫和V2O5的抗腐蝕性。

缺點(diǎn)：①脫氧時如用鋁量過多，將促進(jìn)鋼的石墨化傾向。②當(dāng)含鋁較高時，其高溫強(qiáng)度和韌性較低。

文章來源：思泰博模具

今日編輯：明軒