不锈钢的主要组成元素

2022-10-12

第一篇：不锈钢的主要组成元素

各种化学元素在不锈钢中的作用

Cr元素

一、对不锈钢钢的显微组织及热处理的作用

1.铬与铁形成连续固溶体，缩小奥氏体相区域。铬与碳形成多种碳化物，与碳的亲和力大于铁和锰而低于钨、钼等。铬与铁可形成金属间化合物相

2.铬使珠光体中碳的浓度及奥氏体中碳的极限溶解度减少

3.减缓奥氏体的分解速度，显著提高钢的淬透性，但亦增加钢的回火脆性倾向

二、对不锈钢的力学性能的作用

1.提高钢的强度和硬度，同时加入其他合金元素时，效果较显著 2.显著提高钢的脆性转变温度

3.在含铬量高的Fe-Cr合金中，若有相析出，冲击韧性急剧下降

三、对不锈钢的物理化学及工艺性能的作用

1.提高钢的耐磨性，经研磨，易获得较高的表面光洁度 2.降低钢的电导率，降低电阻温度系数

3.提高钢的矫顽力和剩余磁感，广泛用于制造永磁钢

4.铬促使钢的表面形成钝化膜，当有一定含量的铬时，显著提高钢的耐腐蚀性能(特别是硝酸)。若有铬的碳化物析出时.使钢的耐腐蚀性能下降 5.提高钢的抗氧化性能

6.铬钢中易形成树枝状偏析，降低钢的塑性

7.由于铬使钢的热导率下降，热加工时要缓慢升温，锻轧后要缓冷

四、在不锈钢中的应用

1.合金结构钢中主要利用铬提高淬透性，并可在渗碳表面形成合铬碳化物以提高耐磨性

2.弹簧钢中利用铬和其他合金元素一起提供的综合性能 3.轴承钢中主要利用铬的特殊碳化物对耐磨性的贡献及研磨后表面光洁度高的优点

4.工具钢和高速钢中主要利用铬提高耐磨性的作用，并具有一定的回火稳定性和韧性

5.不锈钢、耐热钢中铬常与锰、氮、镍等联合使用，当需形成奥氏体钢时，稳定铁素体的铬与稳定奥氏体的锰、镍之间须有一定比例 6.我国铬资源较少，应尽量节省铬的使用

Ni元素

一、对不锈钢钢的显微组织及热处理的作用

1.镍和铁能无限固溶，镍扩大铁的奥氏体区，即升高A4点，降低A3点，是形成和稳定奥氏体的主要合金元素 2.镍和碳不形成碳化物

3.降低临界转变温度，降低钢中各元素的扩散速率,提高淬透性

4.降低共析珠光体的碳含量，其作用仅次于氮而强于锰。在降低马氏体转变温度方面的作用为锰的一半

二、对不锈钢的力学性能的作用

1.强化铁素体并细化和增多珠光体，提高钢的强度，不显著影响钢的塑性 2.含镍钢的碳含量可适当降低，因而可使韧性和塑性有所改善 3.提高钢的疲劳抗力，减小钢对缺口的敏感性

4.由于对提高钢的淬透性和回火稳定性的作用并不十分强，镍对调质钢的意义不大

5.降低钢的低温脆化转变温度，含Ni3.5%的钢可在-100℃时使用，含Ni9%的钢可在-196℃时使用

三、对不锈钢的物理化学及工艺性能的作用 1.强烈降低钢的热导率和电导率

2.Ni<30%的奥氏体钢呈现顺磁性，即无磁钢。Ni>30%的Fe-Ni合金是重要的精密软磁材料

3.含镍超过15%-20%的钢对硫酸和盐酸有很高的抗蚀性能，但不能抗硝酸的腐蚀。总的来说，含镍钢对酸、碱以及大气都有一定的抗蚀能力。含镍的低合金钢还有较高的腐蚀疲劳抗力。含镍钢在含硫和一氧化的气氛中加热时易发生热脆和侵蚀性气孔

4.含镍较高的钢在焊接时应采用奥氏体焊条，以防止裂缝 5.含镍钢中易出现带状组织和白点缺陷，应在生产工艺中加以防止

四、在不锈钢中的应用

1.单纯的镍钢只在要求有特别高的冲击韧性或很低的工作温度时才使用 2. 机械制造中使用的镍铬或镍铬钼钢，在热处理后能获得强度和韧性配合良好的综合力学性能。含镍钢特别适用于需要表面渗碳的部件 3.在高合金奥氏体不锈耐热钢中镍是奥氏体化元素，能提供良好的综合性能，主要为NiCr系钢。CrMnN、CrAlSi、FeAlMn钢，在一些用途上可取代CrNi系钢

4.由于镍的稀缺，又是重要的战略物资。非在用其他合金元素不可能达到性能要求时，应尽量少用和不用镍作为钢的合金元素

Mo元素

一、对不锈钢钢的显微组织及热处理的作用

1.钼在钢中可固溶于铁素体、奥氏体和碳化物中，它是缩小奥氏体相区的元素

2.当钼含量较低时，与铁、碳形成复合的渗碳体;含量较高时可形成钼的特殊碳化物 3.钼提高钢的淬透性，其作用较铬强，而稍逊于锰

4.钼提高钢的回火稳定性。作为单一合金元素存在时，增加钢的回火脆性;与铬、锰等并存时，钼又降低或抑止因其他元素所导致的回火脆性

二、对不锈钢的力学性能的作用

1.钼对铁素体有固溶强化作用，同时也提高碳化物的稳定性，从而提高钢的强度

2.钼对改善钢的延展性和韧性以及耐磨性起到有利作用

3.由于钼使形变强化后的软化和恢复温度以及再结晶温度提高，并强烈提高铁素体的蠕变抗力，有效抑制渗碳体在下的聚集，促进特殊碳化物的析出，因而成为提高钢的热强性的最有效的合金元素

三、对不锈钢的物理化学及工艺性能的作用

1.在含碳1.5%的磁钢中，2%-3%的钼提高剩余磁感和矫顽力

2.在还原性酸及强氧化性盐溶液中都能使钢表面钝化，因此钼可以普遍提高钢的抗蚀性能，防止钢在氯化物溶液中的点蚀。 3.钼含量较高(>3%)时使钢的抗氧化性恶化

4.含钼不超过8%的钢仍可以锻、轧，但含量较高时，钢对热加工的变形抗力增高

四、在不锈钢中的应用

1.在调质和渗碳结构钢、弹簧钢、轴承钢、工具钢、不锈耐酸钢、耐热钢、磁钢中都得到了广泛应用

2.铬钼钢在许多情况下可代替铬镍钢来制造重要的部件

3.我国富产钼，但在世界范围内的储量并不丰富。含钼钢在我国应适当发展，但钼是重要战略物资，应注意合理和节约使用

Mn元素

一、对不锈钢的显微组织及热处理的作用

1.锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，工业用钢中一般均含有一定量的锰 2.锰固溶于铁素体和奥氏体中，扩大奥氏体区，使临界温度A4点升高，A3点降低，当锰含量超过12%时，上临界点降至室温以下，使钢在室温时形成单一奥氏体组织。在降低共析温度同时，使共析体中的碳含量减少

3.锰强烈降低钢的Ad和马氏体转变温度(其作用仅次于碳)和钢中相变的速度，提高钢的淬透性，增加强余奥氏体含量

4.使钢的调质组织均匀、细化，避免了渗碳层中碳化物的聚集成块，但增大了钢的过热敏感性和回火脆性倾向 5.锰是弱碳化物形成元素

二、对不锈钢的力学性能的作用

1. 锰强化铁素体或奥氏体的作用不及碳、磷、硅，在增加强度的同时，对延展性无影响

2. 由于细化了珠光体，显著提高低碳和中碳珠光体钢的强度，使延展性有所降低

3.通过提高淬透性而提高了调质处理索氏体钢的力学性能

4.在严格控制热处理工艺、避免过热时的晶粒长大以及回火脆性的前提下，锰不会降低钢的韧性

三、对不锈钢的物理、化学及工艺性能的作用

1.随锰含量的增加，钢的热导率急剧下降，线胀系数上升，使快速加热或冷却时形成较大内应力，工件开裂倾向增大

2. 使钢的电导率急剧降低，电阻率相应增大，电阻温度系数下降 3.使矫顽力增大，饱和磁感、剩余磁感和磁导率均下降，因而锰对永磁合金有利，对软磁合金有害 4.锰含量很高时，钢的抗氧化性能下降

5.使钢中的硫形成较高熔点的MnS，避免了晶界上的FeS薄膜，消除钢的热脆性，改善热加工性能

6.高锰奥氏体钢的变形阻力较大，且钢锭中柱状结晶明显，锻轧时较易开裂

7.由于提高了淬透性和降低了马氏体转变温度，对焊接性能有不利影响。在适当范围内应降低碳含量

四、在不锈钢中的应用

1易切削钢中常有适量的锰和磷，MnS夹杂使切屑易于碎断

2. 普通低合金钢中利用锰来强化铁素体和珠光体，提高钢的强度，锰含量一般为1%-2% 3.渗碳和调质合金结构钢的许多系列中含有不超过2%的锰

4.弹簧钢、轴承钢和工具钢中利用锰强烈提高淬透性的作用。可采用油淬和空冷的淬火工艺，减少开裂、扭曲和变形

5.耐磨钢、无磁钢、不锈钢、耐热钢，包括高碳高锰耐磨铸钢，低碳高锰不锈钢，高锰耐热钢等

Co元素

一、对不锈钢钢的显微组织及热处理的作用 1钴和镍、锰一样，和铁形成连续固溶体

2.钴和铝同是降低钢的淬透性的元素，升高马氏体转变点 3.钴不是形成碳化物的元素

4.钴在回火或使用过程中阻抑、延缓其他元素特殊碳化物的析出和聚集

二、对不锈钢的力学性能的作用 1.强化钢的基体，在退火或正火状态的碳素钢中提高硬度和强度，但会引起塑性和冲击韧性的下降

2.显著提高特殊用途钢和合金的热强性和高温硬度 3.提高马氏体时效钢的综合力学性能，使其具有超强韧性

三、对不锈钢的物理化学及工艺性能的作用 1.提高耐热钢和耐热合金的抗氧化性能 2 钴加入铁中能增加磁饱和

四、在不锈钢中的应用 1.不在碳素钢和低合金钢中使用

2.主要用于高速钢、马氏体时效钢、耐热钢以及精密合金等 3.钴资源缺乏、价格昂贵钴的使用应尽量节约和合理

第二篇：《辨别物质的元素组成》教案设计

中泉中学

卢海春

【教学目标】

[知识目标]1.初步掌握元素的概念;

2.会写、会读常见元素的名称、符号并了解元素符号所代表的意义; 3.在讲清元素概念的基础上，建立物质的宏观组成与微观构成。

[能力目标] 1.加深学生对元素的理解，学会元素符号的书写及意义。 2. 统一物质的宏观组成与微观构成的认识。 [情感态度与价值观] 进一步建立科学的物质观，增进对物质的宏观组成与微观构成的认识。【教学重点、难点】

1.元素的概念;

2.元素符号的读法及意义。

【教学方法】讲授法、讨论法。

【教学用具】电子白板课件、矿泉水瓶、三精牌葡萄糖酸锌【教学过程】观看图片，导入新课

复习提问：说明以下物质是怎样构成的?

新课引入：构成以上这些物质分子的微粒里都有氧原子，不管构成哪种分子的氧原子，它们都有8个质子，带8个单位的正电荷。我们把这些氧原子总称为“氧元素”。同样把具有6个质子(核电荷数为6)的原子称为碳元素。此外，还有铁元素、氯元素、钾元素等等。〔板书〕

一、什么叫元素?

〔讲述〕无论在氧气分子、二氧化碳分子，还是水分子中的氧原子，都具有相同的结构。其核电荷数都是8，即核内都有8个质子。所有原子核内有8个质子的这一类原子，就统称为氧元素。所以说氧气、二氧化碳和水中都含有氧元素。同样硝酸铵分子、尿素分子中都含有氮原子，所以说它们都含有氮元素。强调：1.计量核电荷数时不管中子数。

2.只要质子数相同的同种原子就是同一种元素。

〔板书〕1.元素是具有相同核电荷数(即核内质子数)的一类原子的总称。

(1) 元素是一个宏观的概念，只讲种类不讲个数。 (2) 元素组成物质。

(3) 元素的种类是由核内质子数或核电荷数决定的。

〔讲述〕元素概念包括三个要素①具有相同核电荷数②同一类原子③总称，这就明确元素是一个建立在微观概念基础上的宏观的集合概念。也表明了元素只论种类而没有个数的特点。例如说水是由氢元素和氧元素组成的，也可以说水是由大量水分子组成的。但却不能说水是由两个氢元素和一个氧元素组成的。也不能说水是由两个氢原子和一个氧原子组成。〔练习〕见电子白板〔板书〕2.元素和原子的比较

〔讲述〕元素和原子是属于两个不同层次的概念，但它们又有着密切的联系。为帮助同学们进一步的理解它们的区别和联系可将下表制成投影软片进行投影和讲解。

〔讲述〕世界上的一千多万种物质都是由元素组成的。到目前为止，人类发现的元素仅有112种，这112种元素怎样组成形形色色的物质，这是化学课长期学习的问题。这一百多种元素的差别，就是原子中核电荷数不同。〔板书〕3.地壳中各元素的含量

氧、硅、铝、铁、钙

教会同学们会看“地壳里所含各种元素的质量分数”图。记住地壳里含量最多的前四种元素，还可介绍宇宙、地壳、水、生物体、空气里含量最多的元素，指导阅读选学材料。〔板书〕

二、元素符号

〔讲述〕目前知道112种元素，组成世界上成千上万种的物质。为了应用和交流的方便，化学元素除各国语言文字的名称外，化学上还确定了一套统一的符号来表示不同的元素。1860年世界各国的化学工作者大会制定了国际统一的符号来表示不同的元素。这种符号就叫做化学元素符号。

(1)用该元素拉丁文名称的第一个大写字母来表示。如氧、氢、氮、碳元素就依次用O、H、N、C来表示等。

(2)若几种元素名称的第一个字母相同时，可再附加一个小写字母加以区别。如C表示碳元素，Ca表示钙元素，Cu表示铜元素等。〔板书〕1.写法、读法

(1)1—20号元素是按质子数1—20排列的。 (2)写法：“一大二小”。

(3)读法：看课本P58的表格，教师领读。

〔讲述〕书写元素符号“一大二小”的原则必须牢牢掌握，否则不仅达不到交流的目的，还闹出笑话来。如钴的元素符号是Co，如果写成CO，就不是钻元素而表示化合物一氧化碳了。〔板书〕2.元素符号的意义

(1) 表示一种元素，如O表示氧元素;

(2) 表示该元素的一个原子，如O表示一个氧原子。练习：说明H、K、Cl、O、Al代表的意义? (3) 系数：5个氢原子如何表示?

〔练习〕写3个氢原子，10个硫原子，5个铝原子 [小结] 1.元素的概念。2.元素和原子的比较

3.熟记、会写会读27种元素名称和元素符号。

[检测] 见电子白板 [作业] P62

1、

2、3 [反思] 元素”是初中化学教学中的重要概念，这一概念很抽象，特别是“具有相同的核电荷数(即原内质子数)的同一类原子总称为元素”中的“一类原子”这一定义，学生难于理解。

教学中对元素概念的导入是：从大家比较熟悉的药品广告词(三精牌葡萄糖酸锌，蓝瓶的;盖中盖牌高钙片，一片顶五片)引出元素一词，给学生创设一个学习情境。结合前面学过的相对原子质量定义中C-12以及He-3以及相对原子质量约等于质子数加上中子数，来进行分组计算，从而引导学生从质子数相同的角度区分不同的元素，通过“姓什么”的通俗问法，使得学生初步建立什么是一类原子，通过“不是一个人干的活”引导出元素是一类原子的集合体，适时引导读文、记忆元素定义、出示区别角度对原子和元素进行区分，从而比较成功的掌握了元素的概念。

不足之处是：

1. 学生方面：阅读文本时不能很好地抓住关键词语进行勾画，而是成行成片，不利于关键词语的提炼和记忆。

2. 教师方面：总怕学生说不准而代替学生过早地说出答案，使得学生锻炼的机会减少，教师要转换角色，以学生为主体;个别地方只是做了教师认为比较重要的强调，但缺乏必要的跟进性练习，从而未能很好的巩固住，一练习还是错误百出;理清思路，活跃教学设计;知识的过度要随心所欲，不要拘束于教案;语言表术有待提高。

第三篇：《组成物质的元素》初中化学教学反思

教学反思是一种有益的思维活动和再学习活动;也是回顾教学—分析成败—查找原因—寻求对策以利后行的过程。小编希望这篇人教版初中化学教学反思之《组成物质的元素》可以对您有所帮助!在前几节的学习中，学生一步步地补引入了微观世界，已经初步建立起对具体粒子的认识，但在同位素的学习中，出现了和元素概念的混淆。元素的概念比较抽象，在本节内容中还要进一步加深理解，我想，如果从分析具体的物质组成出发，使学生知道不同物质里可以含有相同种类的原子，然后再指出这些原子之所以相同，是因为它们具有相同的核电荷数。然后再结合同位素的意义去理解相同种类的原子属同种元素，这样学生理解起来应该会更顺理成章些。

以上就是关于人教版初中化学教学反思之《组成物质的元素》的全部内容，希望大家喜欢!

第四篇：第三章物质构成的奥秘第三节组成物质的化学元素

【学习目标】

1.认识一些与人类关系密切的常见元素; 2.会写常见元素的名称和符号; 3.知道元素的简单分类;

4.领悟自然界基本组成的简单性，形成化学变化过程中元素不变的观念。【教学过程】

一、元素和元素符号

[引入]补铁、补钙广告中的“铁”、“钙”指的是什么?什么是元素? 阅读教材P73内容，要求熟记表3-4所列元素符号。过渡：你知道现在已知的元素有多少种吗?把课本翻到149页元素周期表，该表共有多少种元素?金属元素位于周期表的什么位置，非金属元素位于周期表的什么位置?它们的名称各有什么特征? 过渡：组成物质的元素总共只有一百多种，而知道构成我们大千世界的物质的种类却有几千万种，元素是如何组成物质的呢?比如：氧元素不仅可以组成氧气(O2)，还可以组成臭氧(O3)，一种元素就可以组成不同的物质了，那不同种元素相互组合的情况可想而知。 [疑1]既然都是氧原子，为什么再称之为氧元素?

[疑2]元素是同一类原子的总称，难道同一种原子之间还有区别吗?

[答疑]氧原子核内质子数都是8，由于核内中子数不同，就可以有几种氧原子。其他的大多数原子也是这样。如果忽略这种差别，就可以把所有的氧原子归为一类，因为它们核内的质子数(核电荷数)都是8，并且它们的化学性质相同，我们把这一类氧原子称之为氧元素。 [思考]元素和原子有什么区别呢?

[问题1]有一则饮品广告称：“本品纯属天然制品，不含任何化学元素”，你认为他说的对吗?

[问题2]“乐百氏”矿泉水标签上印有水质的成分如下(mg/L)：硒：0.0130,锶:0.596，锌:0.00162,钠:18.4,钙:4.36。这里的硒、锶、锌、钠、钙是指元素还是原子? [过渡]有了元素的知识，我们就可以采用一种标准将纯净物划分为单质和化合物。

阅读教材P74后回答：什么是单质，什么是化合物?将纯净物划分为单质和化合物的标准是什么?

[活动探究]P75表3-5

二、自然界中元素的存在

[提出问题]自然界中千千万万种物质都是由100多种元素组成的，不同的物质含的元素不同，在不同的物质中元素是如何分布的呢?

阅读图P75 3-

21、

22、23，分析在地壳、海水、人体中元素分布，太阳中呢? [活动与探究]查阅资料，了解在地核中主要含有哪些元素。

三、元素与人体健康