第1章钢的合金化概论.ppt

1）合金对相图的作用： K形成元素Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Ti α形成元素　 Cr、Mo、W、V、Nb、Ti ，升高A1，缩小奥氏体区，S、E点左上方移动； γ形成元素Ni、Co、C、N、Cu、Mn降低A1,扩大奥氏体区，S、E点左下方移动。 * * 细化γ晶粒 Ti、V、Nb、Zr、Al 提高淬透性 除Co以外，如Mn、Cr、W、Mo 提高回火抗力 Cr、W、Mo、V 固溶强化 Ni、Si、Al、Co、Cu、Mn、Cr、Mo、W 第二相强化 Mn、Cr、Mo、W 扩大γ相 Ni、Mn、Cu、N 扩大F相 Si、Cr、W、Mo、V、Ti、Al 形成致密氧化膜 Si、Al、Ni、 Cr、 W、Mo、Ti 2)合金元素在钢中作用 作业题 1.根据合金元素在钢中的作用，从淬透性、回火稳定性、奥氏体晶粒长大倾向、韧性和回火脆性等方面比较下列钢号的性能:40Cr、40CrNi、40CrMn、40CrNiMo。 2.钢中常见的合金元素有：C、N、Mn、Ni、Cu、Co、Hf、Zr、Ti、Ta、Nb、V、W、Mo、Cr、Al、Si等，回答下列问题： （1）上述哪些是奥氏体形成元素？哪些是铁素体形成元素？ （2）哪些元素能与α-Fe形成无限固熔体？哪些元素能与γ-Fe形成无限固熔体？ （3）上述元素哪些是碳化物形成元素?哪些是非碳化物形成元素。 （4）分析上述元素对Fe－C相图临界点A1，A3及S、E点影响。 3.一根直径为30mm的40Cr钢圆棒，先经840℃加热淬火，硬度为HRC55（未回火），然后马上从一端加热，依靠热传导使40Cr钢圆棒上各点达到如图所示温度。试问：图中各点的组织，圆棒自图示各温度缓冷至室温后的组织如何变化，圆棒自图示各温度水淬至室温后的组织。 A B C D E 950℃ 840℃ 750℃ 550℃ 150℃ VC TiC NbC VN TiN NbN AlN 719℃ 1140℃ 1137℃ 1088℃ 1527℃ 1272℃ 1104℃ 表1-2各种碳化物析出温度 V、Ti、Nb是微合金化主要元素，形成碳化物 或氮化物，对双相钢（F+M）中铁素体形态、 精细结构和沉淀相的形态产生显著的影响。 VC是相变过程中析出， VN 、TiC、TiN、 NbC 从奥氏体中析出，细化晶粒和沉淀强化。 阻止高温形变再结晶。 第1章 钢的合金化概念 1.1 合金元素和铁的作用 1.2 合金钢中的相组成 1.3 合金元素在钢中的分布及偏聚 1.4 合金钢中的相变 1.5 合金元素对钢强韧化的影响 1.6 合金元素对钢工艺性的影响 1.7 微量元素在钢中的作用 1.8 金属材料的环境协调性设计 * 1.8 金属材料的环境协调性设计 * 目前世界上金属材料及其合金的种类大约有三 千多种。→ 材料的废弃物再生循环很困难 可再生循环设计已成为钢铁材料设计的一个 重要原则。传统的思路和方法应该更新。应该发 展少品种、泛用途、多目的的标准合金系列。所 以就出现了通用合金和简单合金的概念。 * 通用 合金 又称为泛用性合金。这种通用合金能满足通用性能，合金在具体用途中的性能要求则可以通过不同的热处理等方法来实现。 Fe-Cr-Ni、Fe-Cr-Mn钢。通过改变Fe、Cr、Ni（Mn）的相对含量，其组织结构和性能也可以在很大范围内变化。 Cr-Mo耐热钢 * 简单 合金 组元组成简单的合金系就叫做简单合金。简单合金在成分设计上有几个特点： 合金组元简单，再生循环过程中容易分选； 原则上不加入目前还不能用精炼方法除去的元素； 尽量不使用环境协调性不好的合金元素。 * 两个 基本 原则 （1）在维持合金高性能的前提 下，尽量减少合金组元数； （2）获得合金高性能时，以控 制显微组织作为加入合金元素的替 代方法。 这种设计合金的思路叫省合金化设计或最小 合金化法。简单合金的主要用途是代替大量消 费的金属结构件材料。 * Si-Mn合金钢就是目前重点开发的一 种普通的简单合金。可以通过各种热处 理获得不同的组织结构，如F+P、F+B、 B+M、B、M等，→得到不同强度、塑 性配比的性能，以满足各种用途。 Si和Mn作为主要合金元素，在地球上 储量相当大，并容易提取。是一个有前 途的环境材料系列。在汽车薄板和冲压 件上得到了广泛的应用 典 型 例 子 环境协调性合金的成分设计 * 尽量不使用环境协调性不好的元素。即将枯竭性元素 和对生态环境\人体有较大毒害作用的元素。 对人体毒害作用比较大的元素有Cr、As、Pb、Ni、 Hg等。含有这些