3.6合金元素对珠影响.ppt

1.奥氏体固溶碳量的影响 奥氏体中固溶的碳含量影响奥氏体的共析分解: 1)在亚共析钢中，随着碳含量的增高，先共析铁素体析出的孕育期增长，析出速度减慢，共析分解也变慢。 2)在过共析钢中，当奥氏体化温度为Accm以上时，碳完全溶入奥氏体中，在其共析转变时，碳含量越高，提供渗碳体晶核的几率越大，碳在奥氏体中的扩散系数增大，珠光体形成速度增大。 2．奥氏体状态的影响 奥氏体晶粒度，不均匀性，剩余碳化物等对珠光体转变产生重要影响。 残留碳化物，奥氏体晶粒细小，成分不均匀，具有促进珠光体形核及长大的作用，转变速度加快。奥氏体晶粒大小不等，细晶粒的界面积大，珠光体形核位置多，将促进珠光体转变。 3．合金元素的影响 合金奥氏体，随着元素数量和种类的增加，奥氏体变成了一个复杂的整合系统，合金元素对奥氏体分解行为将产生复杂的影响。 3.1对珠光体长大速度的影响 大部分合金元素推迟共析转变，尤其是Ni、Mn、Mo的作用显著 . 图3-16 Mo对650℃珠光体形核率的影响 Mn对680 ℃珠光体长大速度的影响 Mn降低珠光体长大速度 Co的作用相反，Co增加碳在奥氏体中的扩散速度，具有增加珠光体形核率和长大速度的作用。如图3-18。 合金元素综合加入时，多元整合，作用更大，如图所示，Fe + Cr；Fe+ Cr + Co；Fe+ Cr+ Ni系统表现了不同的作用。2.5%Ni使8.5%Cr合金的最短孕育期由60秒增加到20分。5%Co使8.5%Cr合金的最短孕育期增到7分。 碳化物形成元素推迟共析分解 1、在碳钢中，共析转变形成渗碳体，只需碳的扩散和重新分布。 2、在合金钢中，形成特殊碳化物则需碳化物形成元素也扩散和重新分布。而合金元素原子扩散困难。如在650℃左右，碳在奥氏体中的扩散系数约等于10—10cm/s，而碳化物形成元素在奥氏体中扩散系数约等于10—16cm/s。可见合金元素原子比碳原子扩散慢得多，约低5个数量级。因此，碳化物元素在奥氏体中扩散缓慢是推迟共析转变的极为重要的因素。 非碳化物形成元素阻碍共析转变 非碳化物形成元素，铝、硅，它们可溶入奥氏体，但是不溶入渗碳体，只富集于铁素体中，这说明在共析转变时，Al、Si原子必须从渗碳体形核处扩散离去，渗碳体才能形核、长大。这是Al、Si提高奥氏体稳定性，阻碍共析转变的原因。 3.3内吸附元素阻碍共析转变 许多合金元素吸附于晶界，降低晶界能，从而影响奥氏体晶界的形核过程，降低形核率，也能提高奥氏体的稳定性，阻碍共析转变。 如稀土元素原子半径太大，难以固溶于奥氏体中，但它可以微量溶于奥氏体的晶界等缺陷处，也能提高奥氏体的稳定性，阻碍共析转变，并使C-曲线向右移[11，12]。 硼也是内吸附元素，吸附于晶界，降低形核率。阻碍共析转变。 3.4各类元素的综合作用： 1).强碳化物形成元素Ti、Nb、V等，阻碍共析碳化物的形核及长大； ? 2).中强碳化物形成元素W、Mo、Cr等，除了阻碍共析碳化物的形核及长大外，还增加奥氏体原子间的结合力，从而降低铁的自扩散系数，阻碍γ-α转变； 3).碳化物形成元素Mn形成含Mn较高的合金渗碳体，阻碍共析渗碳体的形核及长大； 4).非碳化物形成元素Ni、Co，主要影响γ α转变，镍增加α-相的形核功，降低共析转变温度，故镍阻碍共析转变，增加孕育期。而钴提高珠光体形核率和长大速度； 5).另一种非碳化物形成元素B是内吸附元素，与稀土元素相似，富集于奥氏体晶界，降低表面能，阻碍α-相和碳化物在奥氏体晶界形核，因而提高奥氏体稳定性，阻碍共析转变。 4.综合加入、系统整合 1)、综合加入合金元素形成一个整合系统，各元素发生相互作用及相互影响，对共析分解将产生整体大于部分之总和的效果。 2)、铬提高γ α转变的激活能，镍提高 γ α转变时的α的形核功。所以，若以Cr+Ni合金化，则上述两种作用将进行非线性迭加，综合作用大 。 3)单纯加入钼影响较小，若与Cr、Ni同时加入，组成Fe-C-Cr-Ni-Mo复杂系统，这些元素相互作用，增加奥氏体中的原子间结合力；阻碍共析渗碳体的形核及长大；降低铁的自扩散系数，阻碍碳和其他元素扩散；各种作用相互增强，则使奥氏体稳定性以几个数量级增加，极大地阻碍了共析转变。 发挥各类合金元素的综合作用 强碳化物形成元素， V、Ti、Nb 中强碳化物形成元素，W、Mo 弱碳化物形成元素，Mn 非碳化物形成元素，Ni、Co、Cu、Si 各类元素综合加入，多元少量，其整合作用强，极大地提高过冷奥氏体的稳定性，阻碍共析转变，使C－曲线显著右移。 整合作用举例： * * 3.6影响共析分解的内在机制 外部因素包括奥氏体化温度、时间等； 内在因