合金元素對(duì)鋼的影響資料課件

1、第三節(jié) 合金元素對(duì)鋼的影響為什么要加入合金元素？一、碳鋼的局限性 1.淬透性低 2.強(qiáng)度和屈強(qiáng)比低 3.高溫強(qiáng)度差 4.不能滿(mǎn)足特殊性能的要求合金元素能起什么作用呢？二、合金元素對(duì)鋼中基本相的影響1、合金固溶體 Fe(Me)2、合金滲碳體 (Fe,Me)3C3、合金碳化物 TiC 、NbC 、 WC 、 VC 、4、非金屬夾雜 MnS, MnO, SiO2 , Al2O35、Cu , Pb 以游離狀態(tài)存在合金元素在鋼中的存在形式取決于：1、合金元素本身的性質(zhì)2、合金元素的含量以及碳的含量3、熱處理?xiàng)l件（加熱溫度、冷卻條件）1.形成合金碳化物 Mn：弱碳化物形成元素， Cr、Mo、W：屬于中強(qiáng)碳

2、化物形成元素， V 、Ti、Nb、Zr ：是強(qiáng)碳化物形成元素。與C的親和力強(qiáng)的合金元素形成的特殊碳化物 穩(wěn)定性好，具有高熔點(diǎn)、高硬度、高耐磨性和 不易分解等特點(diǎn)。碳化物的穩(wěn)定性越高，熱處理加熱時(shí)，碳化物的溶解 及奧氏體的均勻化越困難。同樣在冷卻及回火過(guò)程中 碳化物的析出及其聚集長(zhǎng)大也越困難。2.形成合金固溶體 凡是溶入鐵素體的合金元素均起固溶強(qiáng)化作用，即，使鋼的強(qiáng)度和硬度提高、韌性降低。合金元素對(duì)F體斷面收縮率的影響三、合金元素對(duì)鐵碳合金相圖的影響1、對(duì)奧氏體相區(qū)的影響（1）擴(kuò)大A區(qū) Ni、Mn、Co、C、N、Cu等元素的加入會(huì)使奧氏體相區(qū)擴(kuò)大，特別是Ni、Mn的影響更大室溫下1Cr18Ni9

3、 為單相A體不銹鋼高錳鋼 Mn13 水韌處理后獲得單一的A體（2）縮小A區(qū)Cr、W、Mo、V、Ti、Al、Si等元素的加入會(huì)使奧氏體相區(qū)縮小，特別是Cr、 Si含量高時(shí)將限制A體區(qū)，甚至完全消失。1Cr17Ti 0Cr13 為單相F體2、對(duì)鐵碳相圖中S點(diǎn)、E點(diǎn)的影響3、對(duì)共析轉(zhuǎn)變溫度A1的影響所有的合金元素都使S點(diǎn)左移，而大部分合金元素均使E點(diǎn)左移，因此，含碳量相同的碳鋼和合金鋼具有不同的顯微組織。使共析轉(zhuǎn)變點(diǎn)S左移 鋼中P%，強(qiáng)度增加 。使共晶轉(zhuǎn)變點(diǎn)E 左移 鋼中出現(xiàn)Ld 。擴(kuò)大A相區(qū)的元素使鐵碳合金相圖中共析轉(zhuǎn)變溫度A1下降；縮小A相區(qū)的元素則使其上升，并都使共析反應(yīng)在一個(gè)溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。

4、四、合金元素對(duì)鋼熱處理的影響1、合金元素對(duì)加熱時(shí)相變的影響 對(duì)奧氏體形成速度的影響 Cr、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr等強(qiáng)碳化物形成元素與C的親和力強(qiáng)，形成難溶于奧氏體的合金碳化物，顯著阻礙C的擴(kuò)散，大大減慢奧氏體形成速度。為了加速碳化物的溶解和奧氏體成分的均勻化，必須提高加熱溫度并保溫更長(zhǎng)時(shí)間。 Co、Ni等部分非碳化物形成元素能增大C的擴(kuò)散速 度，使奧氏體形成速度加快。 Al、Si、Mn等合金元素對(duì)奧氏體形成速度影響不大。對(duì)奧氏體晶粒大小的影響除Co、Ni以外，絕大多數(shù)合金元素，特別是強(qiáng)碳化物形成元素由于形成合金滲碳體和特殊碳化物，更難溶入奧氏體中，并且阻礙奧氏體晶界的移動(dòng)和奧氏體晶粒的

5、長(zhǎng)大，起到細(xì)化晶粒的作用。V、Ti、Nb、Zr強(qiáng)烈阻礙A體晶粒長(zhǎng)大 W、Cr、Mo中等阻礙A體晶粒長(zhǎng)大 Mn、B促進(jìn)A體晶粒長(zhǎng)大2、合金元素對(duì)過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響合金元素對(duì)C曲線(xiàn)的影響除Co外，幾乎所有合金元素溶入奧氏體后都增大過(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定性，使C曲線(xiàn)右移，即提高鋼的淬透性。Mo、Mn、W、Cr、Ni、Si、Al對(duì)淬透性作用依次由強(qiáng)到弱。 對(duì)C曲線(xiàn)形狀的影響注意：加入合金元素，只有完全溶入奧氏體才能提高淬透性。兩種或多種合金元素同時(shí)加入對(duì)淬透性的影響，比單一元素的影響強(qiáng)得多。合金元素對(duì)VK影響的示意圖合金元素對(duì)C 曲線(xiàn)影響示意圖Si基本不影響Ms、Mf點(diǎn)，除Co、Al外，多數(shù)合金元素使Ms

6、、Mf點(diǎn)下降，導(dǎo)致殘余奧氏體增加。合金元素對(duì)馬氏體轉(zhuǎn)變的影響合金元素對(duì)Ms點(diǎn)的影響合金元素對(duì)殘余奧氏體量的影響（含1.0的鋼在1150淬火）五、合金元素對(duì)回火轉(zhuǎn)變的影響1、提高回火穩(wěn)定性 回火穩(wěn)定性：淬火鋼在回火時(shí)硬度下降快慢的性質(zhì)。 原因：（1）推遲馬氏體的分解和殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變 (即在較高溫度才開(kāi)始分解和轉(zhuǎn)變) （2）提高鐵素體的再結(jié)晶溫度 提高回火穩(wěn)定性作用較強(qiáng)的合金元素有： V、Si、Mo、W、Ni、Co等。2、產(chǎn)生二次硬化 二次硬化：淬火鋼在回火時(shí)隨著回火溫度的升高，硬度不下降反而升高的現(xiàn)象。3、增大回火脆性 回火脆性：在某些溫度區(qū)間回火時(shí)，鋼的硬度顯著下降的現(xiàn)象。 消除方法：快冷；

7、加入 Mo 或 W合金鋼的強(qiáng)化機(jī)制：合金F 的固溶強(qiáng)化M位錯(cuò)強(qiáng)化細(xì)晶強(qiáng)化（F、M晶粒度，P片間距）彌散強(qiáng)化（也稱(chēng)第二相（沉淀）強(qiáng)化）六、結(jié)構(gòu)鋼中常用的合金元素及其作用主加元素：Cr、Ni、Si、Mn輔加元素：W、Mo、V、Ti、B總結(jié)Mo 、Cr 、Mn、B強(qiáng)淬透，Ni、Si二者稍落后。 V、Ti、Nb、Zr強(qiáng)細(xì)化W、 Cr 、 Mo也稍落后Mn、B促使它長(zhǎng)大W 、Mo消除高回脆 重點(diǎn)要求1. 合金元素在鋼中的作用， 合金元素對(duì)鋼的熱處理、機(jī)械性能的影響。2. 回火穩(wěn)定性、回火脆性、彌散硬化、 二次硬化等概念。人有了知識(shí)，就會(huì)具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書(shū)，廣泛閱讀，古人說(shuō)“書(shū)中自有黃金屋?！蓖ㄟ^(guò)