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文档简介
热处理及工程材料合金钢(AlloyedSteel)合金钢的基础知识合金结构钢合金工具钢特殊性能钢
第一节合金钢的基础知识一.合金元素对钢的组织和性能的影响
合金元素与铁和碳的作用。
合金元素对Fe-Fe3C相图的影响。
合金元素对钢的热处理的影响。一)合金元素与铁和碳的作用1.溶于基体中形成合金F或合金A。2.与碳作用形成合金碳化物(Fe,Cr)3C。3.单独形成特殊碳化物
TiC、VC。1.溶于基体中形成合金F或合金A1.溶于基体中形成合金F或合金A2.与碳作用形成合金碳化物Fe、Mn、Cr、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr弱强
弱碳化物元素:Fe、Mn。
中强碳化物元素:Cr、Mo、W。
强碳化物元素:V、Ti、Nb、Zr。
碳化物形成元素在周期表中都是位于铁元素的左边的过渡族金属元素,它们都有一个未填满的d电子亚层,当形成碳化物时,碳原子首先将其价电子填入金属原子未填满的d电子亚层,使形成的碳化物具有金属键结合的性质,金属原子的d电子亚层愈不满(周期表中,在铁左边离铁愈远),则其与碳的亲和力愈强,形成碳化物的能力愈大,愈稳定,而且不易分解。3.单独形成特殊碳化物
熔点、硬度、耐磨性最高。
稳定性最高。TiC、NbC、VC。二)合金元素对Fe-Fe3C相图的影响扩大奥氏体区缩小奥氏体区改变共晶点和共析点的参数1.扩大奥氏体区的合金元素Mn、Ni、Co等元素。作用:
使A3线温度下降,A4线温度上升。
Mn元素对奥氏体区的影响2.缩小奥氏体区的合金元素Cr、Mo、W、V、Ti、Si等元素。作用:
使A3线温度上升,A4线温度下降。
Cr
元素对奥氏体区的影响3.改变共晶点和
共析点参数的元素几乎所有的合金元素。作用:使S点和E点的成分向左移。使A1线的温度变化。
合金元素对S点成分的影响合金元素对A1线的影响三)合金元素对钢的热处理的影响加热时对奥氏体形成的影响对过冷奥氏体转变的影响对回火转变的影响1.合金元素对加热时
奥氏体形成的影响除Mn元素外,所有合金元素的加入,均使奥氏体的形成速度减慢。强碳化物形成元素能强烈的阻止奥氏体晶粒长大(Ti、V、Zr、Nb等)。非碳化物形成元素能轻微的阻止奥
氏体晶粒长大(Si、Ni、Cu、Co等)。2.合金元素对
过冷奥氏体转变的影响
除
Co元素外,所有的合金元素均使钢的TTT曲线向右移。
除Co、Al元素外,所有的合金元素都使马氏体转变温度下降。
提高钢的淬透性,常用的元素有:Cr、Mn、Mo、Si、Ni、B等。3.合金元素对回火转变的影响回火抗力的增加
(temperresistance)二次硬化的产生
(secondaryhardening)产生回火脆性
(temperbrittleness)W、Mo、V等碳化物在550℃时,使钢达到最高硬度,产生二次硬化。
Cr-Ni钢的回火脆性示意图
防止第二类回火脆性的产生的方法:在500～600℃快速冷却。加入合金元素W、Mo。二.合金元素在钢中的作用1.主加元素:对提高钢的性能起主要作用。
Si、Mn、Cr、Ni、B。2.辅加元素:配合主加元素进一步提高
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