合金元素对钢的工艺性能的影响

1、合金元素对焊接性能的影响
    钢的焊接性能，主要取决于它的淬透性、回火性和碳的质量分数。合金元素对钢材焊接性能的影响，可用焊接碳当量来估算。我国目前所广泛应用的普通低合金钢，其焊接碳当量可按下述经验公式计算。
    公式 Cd=C+1/6Mn+1/5Cr+1/15Ni+1/4Mo+1/5V+1/24Si+1/2P+1/13Cu
    近年来，对厚度为15、50mm的200个钢种(从碳钢到强度等级为1000MPa级的高强度合金钢)，以低氢焊条进行常温下的Y型坡口拘束焊接裂纹试验。在试验基础上，提出了一个用以估计钢材出现焊接裂纹可能性的指标，称为钢材焊接裂纹敏感性指数户，其计算公式为
    公式 Pc=C+1/30Si+1/20Mn+1/20Cu+1/60Ni+1/20Cr+1/15Mo+1/10V+5B+1/600t+1/60H%
    与碳当量公式相比增加了板厚和含氢量。
    2、合金元素对切削加工的影响
    金属的切削性能是指金属被切削的难易程度和加工表面的质量。为了提高钢的切削性能，可在钢中加入一些能改善切削性能的合金元素，最常用的元素是硫，其次是铅和磷。
    由于硫在钢中与锰形成球状或点状硫化锰夹杂，破坏了金属基体的连续性，使切削抗力降低，切屑易于碎断，在易切削钢中硫的质量分数可达0.08％～0.30％。
    铅在钢中完全不溶，以2～3pm的极细质点均匀分布于钢中，使切屑易断，同时起润滑作用，改善了钢的切削性能，在易切削钢中铅的质量分数控制在0.10％～0.30％。
    少量的磷溶入铁素体中，可提高其硬度和脆性，有利于获得良好的加工表面质量。
    3、合金元素对塑性加工性能的影响
    钢的塑性加工分为热加工和冷加工两种。
    热加工工艺性能通常由热加工时钢的塑性和变形抗力，可加工温度范围、抗氧化能力、对锻造加热和锻后冷却的要求等来评价。合金元素溶入固溶体中，或在钢中形成碳化物，都能使钢的热变形抗力提高和塑性明显降低，容易发生锻裂现象。但有些元素(如钒+铌，钛等)，其碳化物在钢中呈弥散状分布时，对钢的塑性影响不大。另外，合金元素一般都降低钢的导热性和提高钢的淬透性，因此为了防止开裂，合金钢锻造时的加热和冷却都必须缓慢。
    冷加工工艺性能主要包括钢的冷态变形能力和钢件的表面质量两方面。
    溶解在固溶体中的合金元素，一般将提高钢的冷加工硬化程度，使钢承受塑性变形后很快地变硬变脆，这对钢的冷加工是很不利的。因此，对于那些需要经受大量塑性变形加工的钢材，在冶炼时应限制其中各种残存合金元素的量，特别要严格控制硫、磷等。另一方面，碳、硅、磷、硫、镍、铬、钒、铜等元索还会使钢材的冷态压延性能恶化。
    4、合金元素对铸造性能的影响
    钢的铸造性能主要由铸造时金属的流动性、收缩特点、偏析倾向等来综合评定。它们与钢的固相线和液相线温度的高低及结晶温度区间的大小有关。固、液相线的温度愈低和结晶沮度区间愈窄，铸造性能愈好。因此，合金元素的作用主要取决于其对状态图的影响。另外，一些元素如铬、钼、钒、钛、铝等，在钢中形成高熔点碳化物或氧化物质点，增大了钢液的粘度，降低其流动性，使铸造性能恶化。