钢的合金化原理介绍PPT学习教案

1、会计学1钢的合金化原理介绍钢的合金化原理介绍第1页/共37页2形成合金渗碳体（与氮化物）形成合金渗碳体（与氮化物） （1）合金渗碳体（碳化物）合金渗碳体（碳化物） 、氮化物和碳、氮化物间隙化、氮化物和碳、氮化物间隙化合物相，是钢中的基本强化相。合物相，是钢中的基本强化相。 （2）过渡族金属与碳、氮的亲和力、碳化物和氮化物的强）过渡族金属与碳、氮的亲和力、碳化物和氮化物的强度（或稳定性）按下列规律递减：度（或稳定性）按下列规律递减：Hf、Zr、Ti、Ta、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe第2页/共37页l、族金属的碳化物与氮化物具有族金属的碳化物与氮化物具有简单的点阵简单的点阵结构结构，如，

2、如TiC、VC、TiN、TaC等；等；l、金属的碳化物与氮化物具有金属的碳化物与氮化物具有复杂的点复杂的点阵结构阵结构，如，如Cr7C3、Cr23C6、W2C、Mo2C、(W、Mo、Fe)6C等。等。第3页/共37页第4页/共37页第5页/共37页三、合金元素与铁和碳的相互作用三、合金元素与铁和碳的相互作用第6页/共37页扩大扩大相区并与相区并与-Fe 无限互溶的无限互溶的Fe-Me 相图相图(a)及及Fe-Ni 相图相图(b)第7页/共37页开模开模低碳钢芯低碳钢芯上摸上摸下模下模电镀电镀（滚镀）（滚镀）均匀化退火均匀化退火抛光钝化抛光钝化压花压花金属镍层和内金属镍层和内部的铁芯之间部的铁芯

3、之间形成一个镍形成一个镍铁固溶带（或铁固溶带（或称扩散层）。称扩散层）。 第8页/共37页第9页/共37页扩大扩大相区并与相区并与-Fe 有限互溶的有限互溶的Fe-Me 相图相图(a)及及Fe-C 相图相图(b)第10页/共37页第11页/共37页封闭封闭相区并与相区并与-Fe无限互溶的无限互溶的Fe-Me相图相图(a)及及Fe-Cr相图相图(b)第12页/共37页这类合金元素有：这类合金元素有：Si、Al 和强碳化物形成元和强碳化物形成元素素Cr、W、Mo、V、Ti及及P、Be等。但应该等。但应该指出，含指出，含Cr量小于量小于7%时，时，A3下降；含下降；含Cr量大量大于于7%时，时，A3

4、才上升。才上升。缩小缩小相区相区(但不能使但不能使相区封闭相区封闭)（图（图1-4）合金元素使合金元素使A3升高，升高，A4下降，使下降，使相区缩小相区缩小但不能使其完全封闭。但不能使其完全封闭。这类合金元素有：这类合金元素有：B、Nb、Zr、Ta等。等。 第13页/共37页缩小缩小相区的相区的Fe-Me相图相图(a)及及Fe-Nb相图相图(b)第14页/共37页综上所述，可将合金元素分为奥氏体形成元综上所述，可将合金元素分为奥氏体形成元素和铁素体的形成元素两大类对生产实际有素和铁素体的形成元素两大类对生产实际有重要的指导意义。重要的指导意义。l通过控制钢中合金元素的种类和含量，使通过控制钢中

5、合金元素的种类和含量，使钢在室温下获得单相组织。钢在室温下获得单相组织。l发展奥氏体钢时，需要往钢中加入发展奥氏体钢时，需要往钢中加入Ni、Mn、N等奥氏体形成元素；等奥氏体形成元素；l发展铁素体钢时，需要往钢中加入大量的发展铁素体钢时，需要往钢中加入大量的Cr、Si、Al、Mo、Ti等铁素体形成元素。等铁素体形成元素。第15页/共37页第16页/共37页第17页/共37页 Hf、Zr、Ti、Ta、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe第18页/共37页1Cr18Ni9钢和钢和ZGMn13高锰耐磨钢等。高锰耐磨钢等。第19页/共37页合金元素合金元素Mn对对Fe-Fe3C相图中奥氏体区的影响（相

6、图中奥氏体区的影响（a）第20页/共37页n3第21页/共37页合金元素合金元素Cr对对Fe-Fe3C相图中奥氏体区的影响（相图中奥氏体区的影响（a）第22页/共37页l 扩大扩大相区的元素相区的元素使使铁碳合金相图的共铁碳合金相图的共析转变温度下降；析转变温度下降；l 缩小缩小相区的元素相区的元素使使铁碳合金相图的共铁碳合金相图的共析转变温度上升。析转变温度上升。合金元素对共析温度的影响合金元素对共析温度的影响 第23页/共37页l 几乎所有合金元几乎所有合金元素都是共析点碳素都是共析点碳含量降低；共晶含量降低；共晶点也有类似的规点也有类似的规律，尤其以强碳律，尤其以强碳化物形成元素的化物形

7、成元素的作用最为强烈。作用最为强烈。合金元素对共析含碳量的影响合金元素对共析含碳量的影响 第24页/共37页第25页/共37页的扩散，从而影响奥氏体化过程。的扩散，从而影响奥氏体化过程。第26页/共37页l Ni、Si、Cu、Co等阻碍奥氏体晶粒长大的作用轻微等阻碍奥氏体晶粒长大的作用轻微；l Mn、P、B则有助于奥氏体的晶粒长大。则有助于奥氏体的晶粒长大。Mn钢有较钢有较强烈的过热倾向，其加热温度不应过高，保温时间应较强烈的过热倾向，其加热温度不应过高，保温时间应较短。短。 第27页/共37页的影响；的影响；（3）对低温转变（马氏体转变）对低温转变（马氏体转变）的影响。的影响。第28页/共3

8、7页力学性能力学性能使用性能使用性能耐腐蚀性、耐热性耐腐蚀性、耐热性强强度度塑塑性性韧韧性性耐耐腐腐蚀蚀性性热热强强性性抗抗氧氧化化性性耐热性耐热性第29页/共37页工艺性能工艺性能铸铸造造性性能能锻锻压压性性能能焊焊接接性性能能热热处处理理性性能能切切削削性性能能第30页/共37页第31页/共37页。合金元素强化金属材料的主要途径合金元素强化金属材料的主要途径第32页/共37页促进淬火效应促进淬火效应。淬火后希望获得板条马氏。淬火后希望获得板条马氏体，造成位错型亚结构。为此，体，造成位错型亚结构。为此，宜向钢中宜向钢中加入提高淬透性的合金元素加入提高淬透性的合金元素。通过降低层错能，使位错易。通过降低层错能，使位错易于扩展和形成层错，增加位错交互作用，于扩展和形成层错，增加位错交互作用，防止交叉滑移。为此，防止交叉滑移。为此，宜向钢中加入降低宜向钢中加入降低层错能的合金元素