第4章合金钢总论.ppt

第四章 合金钢总论 第一节 合金元素在钢中的作用 Fe-Me 相图 1) 扩大γ相区的元素 2) 缩小γ相区的元素 1) 奥氏体稳定化元素 a. 开启γ相区的元素：Ni、Mn、Co等 1) 奥氏体稳定化元素 b. 扩展γ相区的元素：C、N、Cu等 2) 铁素体稳定化元素 a. 封闭γ相区元素：Al、Si、P、Sn、As、V、Cr、Ti、W、Mo等。 2) 铁素体稳定化元素 b. 缩小γ相区元素：B、Zr、Nb、Ta、S、Ce等。 2 合金元素对Fe-C相图临界点的影响 3 钢中的合金相 1) 铁基固溶体 在合金钢中，主要有三类固溶体α、γ 和δ固溶体。 2) 碳化物及氮化物 非碳化物形成元素：Ni、Co、Si、Al、Cu等 碳化物形成元素：Hf、Zr、Ti、Ta、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe 2) 碳化物及氮化物 2) 碳化物及氮化物 形成规律： IV、V元素形成的单一碳化物，具有NaCl形面心立方结构。特点：具有高强度和高硬度，是硬质合金、粉末高速钢、高温金属陶瓷材料的主要组成部分。 VI－VIII 元素在钢中可以形成2－3种复杂晶体结构的碳化物。 a. WC和MoC以及W2C和Mo2C分别具有简单和复杂的六方点阵。 b. Cr7C3：在含Cr约3－4％的结构钢中出现，具有复杂六方点阵。 c. Cr23C6：在含Cr大于5－8％的高合金钢中出现，具有复杂六方点阵。 d. M6C： 通常在高速钢中出现，具有复杂的六方点阵，在含W、Mo的钢中，通常表示为(W, Mo, Fe)6C。 e. 合金渗碳体：弱碳化物形成元素，一部分进入固溶体，另一部分进入渗碳体，取代部分铁原子，形成合金渗碳体。除Mn以外，当元素含量超过一定限度时，又形成特殊碳化物。 2) 碳化物及氮化物 氮化物：FeN、Fe2N、FE4N、CrN、Cr2N、MnN、 TiN、NbN、ZrN、VN、TaN以及AlN 3) 金属间化合物 金属间化合物是合金元素与铁之间或合金元素之间形成的化合物，常见的金属间化合物有Laves相、σ相以及B3A形密排有序结构。 4) 非金属相 铁以及合金元素生成的氧化物、硫化物和硅酸盐等。一般不具有金属性或者金属性较弱。 第二节 合金元素对钢中固态相变及组织的影响 1 合金元素对钢在加热时相和组织转变的影响 2 合金元素对过冷奥氏体转变的影响 1) 非碳化物形成元素(Ni、Al、Si、Cu、Co)加入，C曲线形状保持不变，只是位置改变，Ni、Si、Cu使得孕育期延长，C曲线右移，Al、Co则相反使得C曲线左移； 2) Cr、Mo、W、V等碳化物形成元素的加入，不仅使C曲线位置改变，还改变了C曲线的形状，出现两个鼻温，甚至使珠光体区域与贝氏体区域完全分开，出现一个过冷奥氏体极端稳定的温度区间。 钢的过冷奥氏体分解动力学曲线的基本类型 1) 合金元素对珠光体转变的影响 除了Co以外，钢中的大多数合金元素，只要溶于奥氏体中，就会或多或少的增大过冷奥氏体向珠光体转变的稳定性。 2) 合金元素对贝氏体转变的影响 除Co能够加速贝氏体的形成外，其他合金元素的加入都将延缓贝氏体的形成，尤其以C、Cr、Mn、Ni最为明显。 3) 合金元素对马氏体转变温度的影响 4) 合金元素对淬火钢回火过程的影响 4) 合金元素对淬火钢回火过程的影响 第三节 合金钢的分类及编号 第三节 合金钢的分类及编号 12CrNi3: 合金结构钢 C＝0.12％，Cr＜1.5％ ,Ni≈3％ CrWMn: 合金工具钢 含碳≥1％（当含碳量大于1%时一般 不标注），含Cr、 W、 Mn均小于 1.5％。 40CrNiMoA: 高级优质合金结构钢 C≈0.4％，Cr、 Ni、 Mo均小于1.5％。 1、合金钢的分类 合金钢 结构钢 工具钢 特殊性能钢 机器结构钢 工程结构钢： 刃具钢 模具钢 量具钢 耐蚀钢 耐热钢 耐磨钢 低合金结构钢 调质钢 轴承钢 弹簧钢 渗碳钢 2、合金钢的编号 字母 + 数字 + 化学元素符号 + 数字 + 字母 表示某些 专门用途 钢例如 “G”、“Y” 或无 表示含 碳量以 万分之一 或千分之一 为单位 或无 合金 元素 合金元素 的名义 百分含量 或无 冶金 质量 “A” * * 合金元素：特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织、结构、物理－化学性能和机械性能的化学元素。 合金钢：在化学成分上特别添加合金元素(Me)用以保证一定的生产和加工