概述铝在钢中的主要作用

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铝是为脱氧和晶粒调整而加入的，能与氮结合，消除氮的危害，改善冲击功，且可细化晶粒。一般铝的质量分数为0.02%～0.04%，太高易形成非金属夹杂物，降低钢的质量。     在通常的氮含量(0.004%—0.006%)下，晶粒度与AIN的析出有关。热加工后期，AIN的奥氏体内弥散析出阻碍加工再结晶，并在A1-A3区间及高温回火时可以有效地阻碍铁素体的晶界迁移，从而细化了晶粒。     碳结构钢中，铝的质量分数为0.02%～0.08%时，晶粒度达6～8级，最高可达9级，当铝超过0.08%时，AIN的析出温度很高，发生粗化，失去细化晶粒的作用。热处理加热时，少量未溶的AIN阻碍奥氏体晶粒的长大，使钢成为本质细晶粒钢。     当铝或氮过高时，AIN在热加工时（甚至在钢锭结晶中）大量析出，出现钢锭纵裂或热加工裂纹。在调质合金钢中，由于合金元素的影响，降低了氮的活度，AIN的析出温度下移，在晶界产生堆集状的AIN，成为主要的裂纹源，严重影响断口形态与韧、塑性，因此在合金结构钢中，残铝量应严格控制，必要时加入微量钛中和部分氮，以减轻有害作用。40CrNiMo中，适宜铝的质量分散仅为0.015%-0.03%。     合金化程度较高的钢中，残铝应小于0.02%，甚至0.01%。在含微量钒的合金结构钢中，利用较高温度下析出的VN代替AIN。为了保证钒的有效作用，残铝应小于0.02%，或小于0.01%。在高速铁轨用钢U71Mn中，控制w(Al)≤0.004%，用0.01% Nb，0.03%V综合细化晶粒。20CrlMolV中，在700 - 900℃区间析出的vc强烈阻碍加热中的晶粒长大；当氮的质量分数超过0.006%时，热加工中析出大量VN，铝高时亦同时析出AIN，影响热加工塑性。