5钢的合金化 2013 - 副本.ppt

合金元素对珠光体转变的影响 除了Co、Al外均推迟奥氏体向珠光体的转变。 合金元素溶入奥氏体中，就或多或少地推迟珠光体转变，提高淬透性。多种元素的共同作用比单一元素的作用大的多。 合金元素对贝氏体转变的影响 合金元素对贝氏体转变的影响主要体现在对γ→α转变速度和碳扩散速度的影响。 Cr、Mn、Ni降低γ→α转变温度，减少奥氏体与铁素体的自由能差，减少了相变驱动力，且Cr与Mn还阻碍碳的扩散，因此推迟贝氏体的转变。 Si强烈地阻止贝氏体转变（原因：强烈地阻止过饱和铁素体的脱溶）。 W、Mo、V、Ti不同于Mn、Ni，使γ→α转变温度升高，增大转变驱动力，但降低碳的扩散速度，因此推迟贝氏体转变，但作用较小。 含有W、Mo、V、Ti的钢贝氏体转变的孕育期短，铁素体-珠光体转变的孕育期长，空冷时容易得到贝氏体组织，如12Cr1MoV钢。 合金元素对马氏体转变的影响 除Co、Al以外，溶入奥氏体中的合金元素均使Ms点下降，碳的作用最大，其次是Mn、Cr、Ni、Mo、W、Si。多种元素共存时，作用更大。 5.4.3合金元素对回火转变的影响： 1. 提高钢的回火稳定性： 回火稳定性：表示钢对于回火时发生软化过程的抵抗能力； M 分解、碳化物长大、残余A转变、F再结晶被推迟到较高的温度才发生。 回火温度相同时，合金钢中析出的碳化物更细小，其强度更高。 合金钢在相同的回火温度下比含碳量相同的碳钢具有更高硬度， 回火稳定性越高的钢，在较高温度下的强度或硬度也越高； 在达到相同强度条件下，回火稳定性高的钢，可在更高温度下回火。---合金钢综合力学性能比碳钢好。 提高钢的回火稳定性作用较强的合金元素有：V，Si，Mo，W，Cr，Ni，Mn,Co 1. 对马氏体分解的影响 合金元素对马氏体分解的第一阶段（两相式分解）没影响；碳化物形成元素V、Nb、Cr、Mo、W等使马氏体分解的第二阶段减慢，原因:需碳原子长距离的扩散…..。碳从马氏体中析出温度升高。非碳化物形成元素影响不大。 Si的作用比较独特。 回火温度低时，Si不扩散，马氏体和ε-碳化物中含Si量相等。由于Fe3C中不溶Si，所以ε-碳化物转化为Fe3C时必须把Si扩散出来，但Si的扩散比碳慢，因此可以显著地减慢马氏体的分解，使得马氏体的分解温度升高。 2. 对残余奥氏体转变的影响 残余奥氏体C-曲线的孕育期较过冷奥氏体的显著缩短。合金元素使过冷奥氏体和残余奥氏体的C-曲线上出现一个中温稳定区。 Cr、Mn等可使奥氏体的分解温度显著升高。 在含有W、Mo、V等元素的高合金钢，由于500~600℃回火中碳化物的析出，使残余A中Me% ↓ ，Ms点高于室温，随后冷却时转变为残余A →M→马氏体，硬度升高——二次淬火或二次硬化。 当钢中含Cr、W、Mo、V、Ti等超过一定量时，回火后的硬度随回火温度的升高不是单调的降低，而是在某一温度范围回火后硬度反而增加，并在一定温度（500~600℃）达到峰值。 二次硬化：在一定回火温度下硬度出现峰值的现象。 回火温度较高时析出细小、高硬度的合金碳化物，如Mo2C，使硬度反而提高。（韧性也大大↑ ） 二次淬火 500~600℃回火时析出合金碳化物→残余A中Me% ↓ → Ms、Mf ↑，随后冷却时残余A →M→硬度升高 二次淬火：在高合金钢中回火冷却时残余奥氏体转变为马氏体，而导致硬度升高的现象。 3. 对碳化物的形成、聚集和长大的影响 合金元素对ε-碳化物的形成没有影响。随回火温度的升高，260℃ε转化为Fe3C，合金元素中唯有Si、Al强烈地推迟这一转变到350℃。Cr的作用比Si、Al的弱。 随回火温度的升高，合金元素进行明显的扩散，在α相和Fe3C中重新分配：碳化物形成元素形成合金渗碳体，非碳化物形成元素离开渗碳体。同时，渗碳体聚集长大，Ni对聚集长大无影响，而Si、V、W、Mo、Cr对其起阻碍作用。 4.对铁素体回复再结晶的影响 大部分合金元素均延缓铁素体的回复再结晶过程，Co、Mo、W、Cr、V显著提高α相的再结晶温度，Si、Mn影响次之，Ni的影响不大，含Cr+Mo+W=1-2%，可将再结晶温度由500℃提高到650℃。 5. 对回火脆性的影响 不能用热处理和合金化的方法消除第一类回火脆性，但Si、Mn等元素可将脆化温度提高到350-370 ℃。Ni、Cr、Mn增加第二类回火脆性，而Mo、W抑制和减轻回火脆性。 四、合金元素对