叶式,天津理工大学材料工程基础D材物.doc

热脆性:钢热加工时，分布在晶界上的低熔点共晶体（Fe+FeS）由于熔化，导致钢的开裂。 （低熔点989℃） 冷脆性:脆性很大的化合物Fe3P，使室温下钢的塑性和韧性急剧下降，脆性转化温度升高。 氢脆：氢脆是指溶于钢中的氢，聚合为氢分子，造成应力集中，超过钢的强度极限，在钢内部形成细小的裂纹，又称白点。 氧：使钢强度和塑性降低。 氮：使钢强度和硬度提高，但塑性下降，脆性增大。 奥氏体（γ）稳定化元素——使A3↓，A4↑，γ区扩大 与γ区无限固溶 —— Ni、Mn、Co开启γ区—— 量大时， 室温为γ相； 与γ区有限固溶 —— C、N、Cu 扩大γ区。 铁素体（α）稳定化元素——使A3↑，A4↓，γ区缩小 A)完全封闭γ区 — Cr、V、 W、Mo、Ti；Cr、V与α-Fe完全互溶，W、Mo、Ti 等部分溶解 b) 缩小γ区 —— Nb等。 对S、E点的影响 A形成元素均使S、E点向左下方移动； F形成元素使S、E点向左上方移动。 S点左移—意味着共析C量减小 ； E点左移—意味着出现莱氏体的C量降低。 结论： （1）Ni、Mn、Co与γ-Fe的点阵结构、原子半径和电子结构相似—无限固溶 （2）Cr、V与α-Fe的点阵结构、原子半径和电子结构相似—无限固溶 （3）Cu和γ-Fe点阵结构、原子半径相近，但电子结构差别大—有限固溶 （4）原子半径对溶解度影响：ΔR≤±8%，可以形成无限固溶；≤±15%，形成有限固溶； ±15%，溶解度极小。 合金元素的固溶规律，即Hume-Rothery规律： 决定组元在置换固溶体中的溶解度因素是点阵结构、原子半径和电子因素，无限固溶必须使这些因素相同或相似. 非K形成元素：Ni，Co、Al、Cu、不能与碳相互作用而形成碳化物，但可溶入Fe中形成固溶体，或者形成金属间化合物等其它化合物。 K形成元素： Ti、Nb、V；W均可与碳作用，在钢中形成碳化物，为过渡族元素。 按照C化物形成元素所形成的碳化物稳定程度由强到弱排序为： Hf，Zr，Ti，Ta，Nb，V， W，Mo，Cr， Mn，Fe 复杂点阵结构：M23C6 、M7C3 、M3C。特点：硬度、熔点较低，稳定性较差； 简单点阵结构：M2C、MC。又称间隙相。特点：硬度高，熔点高，稳定性好。 M6C型不属于金属型的碳化物, 复杂结构，性能特点接近简单点阵结构。 rc/rMe 0.59 —复杂点阵结构，rc/rMe 0.59 —简单结构相（间隙相） 碳化物的特性 （1）硬度高：（2）熔点高（3）强者稳，溶解难，析出难，聚集长大也难。 钢中的金属间化合物 合金钢中比较重要的金属间化合物有： 一、σ相 高Cr不锈钢、Cr-Ni及Cr-Mn奥氏体不锈钢、高合金耐热钢及耐热合金中，都会出现σ相。 形成σ相的条件 ⑴原子尺寸差别不大；（2）钢和合金的“平均族数”（s+d层电子浓度）在5.7-7.6范围。 二、AB2相（拉维斯相） 1. 形成条件组元A的原子直径dA与第二组元B的原子直径dB之比=1.2：1 MoFe2 AB2相晶体结构： 具有MgCu2型复杂立方点阵， 3 .AB2相对性能的影响 ： AB2相是现代耐热钢中的一个强化相，由于具有较高的稳定性，可使长时间持久强度保持在较高的水平。 三、AB3相（有序相） 各组元之间尚不能形成稳定的化合物，处于固溶体到化合物之间的过渡状态。AlNi3 合金元素对过冷奥氏体转变的影响 钢在高温时形成的奥氏体，过冷至A1以下时，变得不稳定，要发生分解和转变。但在实际冷却过程中，处在临界点以下的奥氏体并不立即转变。 在临界点以下存在且不稳定的，将要发生转变的奥氏体称为过冷奥氏体。 共析钢C曲线：（稳定的奥氏体区）， 从上到下分三区， A1到550度；高温转变区；扩散型转变；P转变区 550到230度；中温转变区；半扩散型转变；贝氏体B转变区 230到-50度；低温转变区；非扩散型转变；马氏体M转变区 1右移什么意义， 钢的C曲线右移表明过冷A稳定性提高，孕育期延长和相变速度变慢，淬火临界冷却速度减小，钢的淬透性提高。淬火时钢获得M的能力提高。 孕育期的物理本质是新相形核的难易程度， 转变速度主要涉及新相晶粒的长大。 钢中晶界偏聚强烈的元素如B、P、Xt等元素，使先共析铁素体转变显著推迟，对珠光体和贝氏体转变推迟较弱，但不改变碳钢C曲线的形状。 合金元素对淬火钢回火转变的影响 回火：将淬火后的钢件加热至Ac1以下某一温度，保温一定时间，然后冷至室温的热处理工艺。 回火的目的：淬火得到的马氏体组织很脆，容易产生变形和开裂。淬火马氏体和残余奥氏体都是亚稳定组织，在适当条件下有可能分解，导致零件形状、尺寸和使用性能的变化，因此钢件淬