第5章合金钢中的相变.pptVIP

Chapter 5 合金钢中相变;第一节 合金元素对钢加热时转变的影响 第二节 合金元素对过冷奥氏体分解的影响 第三节 合金元素对淬火钢回火转变的影响;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;第一节 合金元素对钢在加热时转变的影响 合金钢加热时奥氏体化过程包括： 1．α→γ转变； 2．碳化物、氮化物或金属间化合物在奥氏体中的溶解； 3．奥氏体晶粒的再结晶。 奥氏体的形成可以按两种相互竞争的相变机制进行： 1．晶体学无序机制： γ相新晶粒的形成相对于原始α相来说，改变了大小和取向。 2．晶体学有序机制： α相以切变的方式转变为γ相，所以两相的大小和取向有一定的关系。;决定相变机制的主要因素是： 原始组织的类型以及它们之间精确的晶体学有序性。 一、原始无序组织（铁素体＋碳化物）;二、原始有序组织（马氏体、贝氏体）——钢中的组织遗传性 对原始有序组织加热高于Ac3，可能导致形成的奥氏体晶粒与原始晶粒具有相同的形状、大小和取向，称为钢的组织遗传性。;? ; 钢的合金化程度越高，加热速度越快，越容易在钢中出现组织遗传性。 原始有序组织在加热和冷却时，钢的重结晶示意图如图所示。;由图可见： 1．当足够快地加热淬火钢时，将按晶体学有序机制形成奥氏体，得到粗晶组织。 2．在中等加热速度下，马氏体完全分解发生在α→γ过渡之前，不会出现组织遗传性。这时α→γ的过渡与再结晶过程重合，晶粒得到细化。 3．当加热温度高于Tp，发生再结晶，此时奥氏体晶粒形态发生变化。 ;碳化物和氮化物在奥氏体中的溶解规律 各种碳化物和氮化物在奥氏体中的溶解度与1/T的关系如图所示：;最稳定的化合物的溶解度最低。由图可知： 1．强碳化物形成元素组成的稳定碳化物，如TiC、NdC、VC等只有在高温下才溶于奥氏体。 2．碳化物的溶解度随温度的降低而下降，因此，如果有足够数量的合金元素存在的话，合金碳化物将在随后的冷却过程中发生沉淀。 弱的碳化物形成元素可降低强碳化物的稳定性，加速其溶解，如锰加入含Nd、V、Ti的钢中，能促进强碳化物的溶解。;奥氏体晶粒长大 合金元素对奥氏体晶粒的影响如下： 1．机械阻碍论 由于晶界上有众多的高度弥散的化合物质点，这些质点机械地阻碍了奥氏体晶粒的长大。 这些高度弥散的化合物可以是一些稳定的碳化物、也可以是一些氮化物、或者是非金属夹杂物。 2．合金元素对奥氏体界面能的影响 合金元素溶入奥氏体之后，改变了奥氏体的界面能，因而改变了奥氏体的长大倾向。; 3．合金元素对原子间结合强度的影响 合金元素溶入奥氏体后改变了原子间的结合强度，从而引起了激活能和铁的自扩散系数的变化。 综合上述三个理论，则能够较好地解释下列事实： 1．单相的α晶粒比γ晶粒易于长大。 α－Fe原子结合强度小于γ－Fe，因而α－Fe的自扩散系数大于γ－Fe的自扩散系数，因此单相的α相晶粒比γ相晶粒易于长大。 2．C、B的溶入奥氏体，促进晶粒长大。 C、B的溶入显著地降低了γ－Fe点阵的结合力，增加了Fe原子的自扩散系数，所以促进奥氏体晶粒的长大。 3．碳化物形成元素（Ti V Zr Nb W Mo） 碳化物形成元素与碳结合成碳化物，使碳保持在固溶体之外，从而削弱了C降低点阵结合力的影响，所以阻碍奥氏体晶粒的粗化。;第二节 合金元素对过冷奥氏体分解的影响; 一、合金元素对过冷奥氏体稳定性的影响 合金元素对C曲线的影响分为以下两种： 1．合金元素加入后，C曲线仍然保持与碳钢相同的形式，只是位置有所改变。 非碳化物形成元素属于这种类型：Ni、Al、Si、Cu、Co 2．合金元素加入后，不仅使C曲线位置移动，而且使C曲线的形状改变。 碳化物形成元素属于这种类型：Cr、Mo、W、V等。;过冷奥氏体的等温分解曲线可分为六种基本类型：;a）碳素钢以及不含碳化物形成元素的低合金钢。 特点：珠光体和贝氏体转变没有分开。 b，d）含碳化物形成元素的合金钢。 特点：分解曲线分成珠光体和贝氏体转变两部分。b图对应于含碳量为0.4-0.5%的结构钢；d图对应于含碳量较高的工具钢。 c）CrNiMo和CrNiW含碳量在0.1