合金元素在低合金高强度钢中的作用及重要性

由于对综合力学性能和工艺性能，特别是焊接性的要求，低合金高强度钢的碳含量，除个别钢种如24Mn、25MnSi等外，一般限制在不大于0.20%的范围内。因此它们强度的提高，主要将依靠合金元素对钢中铁素体的强化作用，和在一般冷却情况下使奥氏体分解温度降低，从而形成强度较高的细珠光体的作用。一般碳化物形成元素，如锰、铬、钼、钛及钒等，在一般冷却情况下，压低奥氏体分解温度，使产生细珠光体的作用较强；非碳化物形成元素，如磷、硅、铜和镍等，溶入铁中形成固溶体，因而强化铁素体的作用较显著。各合金元素在铁素体-珠光体类型低合金高强度钢中的主要作用和一般含量为：

（1）锰主要的强化元素，含量不大于1.80%。

（2）硅主要的铁素体强化元素，但也作为脱氧剂使用。作为强化元素使用时，含量一般不超过1.10%。

（3）铜有强化铁素体的作用。但含量在0.20%左右，特别当和磷联合使用时，主要是用来提高钢对大气的耐蚀性。含量超过0.75%时，可以经过沉淀硬化处理来提高钢的强度。不过含量较高时，会导致热脆性，使热锻轧加工困难。

（4）磷强化铁素体的能力最强；但当碳含量较高时，会使钢冷脆。作为合金元素使用时，含量一般不超过0.15%；它和碳的含量的总和则应限制在0.250%以下。

（5）钼除增加强度外，还可以防止钢的回火脆性和改善钢的高温性能。含量一般在0.10～0.60%之间。(www.xing528.com)

（6）铬主要的强化元素；含量一般不超过1.25%。

（7）镍强化作用和铜相似，但不产生沉淀硬化作用。含量一般在2.00%以下。它的突出特点是改善钢的低温冲击性能。

（8）铝主要做脱氧剂和晶粒细化剂。

（9）钛、钒、锆含量少时，主要做脱氧剂和晶粒细化剂；也有强化作用。

需要指出的是，当钢中有两种或两种以上的合金元素同时存在时，各种元素的作用会相互促进或彼此制约。为了使钢的性能得到理想的配合，往往需要加入几种合金元素，以充分发挥它们的有利作用和尽量抑制它们的不利影响。这是多元素低合金高强度钢近年来得到发展的一个重要原因。