在高鉻焊絲中加入適當(dāng)化學(xué)元素改變基體性能的方法稱為合金化,為了合金化的目的而特定在高鉻焊絲中加入含量范圍的化學(xué)元素稱為合金元素。
低合金高鉻焊絲中常用的合金元素有Si、Mn、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr、Al、Co、Cu、B、RE等。P、S、N在某些情況下也可以起合金元素的作用。不同的國(guó)家所使用的合金元素與各國(guó)的資源條件有很大的關(guān)系。美國(guó)的結(jié)構(gòu)焊絲中多含Ni元素,蘇聯(lián)多含Cr元素,德國(guó)多含Cr、Mn元素,日本則多含Cr、Mn、Mo等元素。我國(guó)是礦物資源豐富的國(guó)家,富產(chǎn)Mn、Si、Mo、W、V、B、RE等元素。焊絲中合金元素的含量各不相同,有的高達(dá)百分之幾十,如Ni、Cr、Mn等;有的低至萬(wàn)分之幾,如微量元素B等。
各種合金元素在高鉻焊絲中的作用如下:
錳(Mn)有很好的脫氧能力,能清除焊絲中的FeO,還能與S形成MnS,消除S的有害作用。這些反應(yīng)產(chǎn)物大部分進(jìn)入爐渣而被除去,小部分殘留于焊絲中成為非金屬夾雜物。因此Mn能改善鋼的品質(zhì),降低鋼的脆性,提高鋼的熱加工性能。Mn除了形成MnO和MnS作為雜質(zhì)存在于焊絲中以外,在室溫下Mn能溶于鐵素體中,對(duì)鋼有一定的強(qiáng)化作用。
硅(Si)脫氧能力比Mn強(qiáng),是主要的脫氧劑,能消除FeO夾雜對(duì)鋼的不良影響。Si能與FeO作用形成SiO2,然后進(jìn)入爐渣而被排除。Si除了形成SiO2作為雜質(zhì)存在于焊絲中之外,在室溫下Si大部分溶于鐵素體中,因此Si對(duì)鋼有強(qiáng)化作用。
碳(C)是最能提高鋼材強(qiáng)度的元素,但易于引起焊接淬硬及焊接裂紋,所以在保證強(qiáng)度的條件下,碳的加入量越少越好。低合金高鉻焊絲加入的元素有Si、Mn、Cu、Ni、Cr、Mo、V、Nb、B等,雜質(zhì)元素P、S的含量要限制在較低的程度。