钢的合金化原理讲诉.ppt

3. 合金化与强韧化综合运用举例 以低C马氏体钢为例 15MnVB, 20CrMoTi, 20SiMn2MoV等 都具有良好的强韧性。 ？ Why 它包含了哪些强韧化和合金化机制呢？ 强化 C及合金元素的固溶强化； 马氏体中大量位错的位错强化； 低C钢中Ms较高，因(自)回火作用会产生细小析出所引起的析出强化； 加入Si, Mn, Ni, Cr等都能提高奥氏体的过冷能力，从而细化晶粒； 加入V，Ti后的弥散强化; 加入V，Ti后的细化晶粒作用。 韧化 1）板条状马氏体的韧性比片状马氏体好; 结构为位错，形变系统较多； 条状马氏体平行生长，相互冲突少，造成显微裂纹的可能性相对小； 板条马氏体的相界存在连续或不连续的残余奥氏体薄膜，呈塑性，能提高抵抗裂纹扩展能力。 2）Ni, Mn韧性元素的加入有利于提高韧性； 3）加入的合金元素Si, Mn, Ni, Cr等都能提高奥氏体的过冷能力，从而细化晶粒； 4）钢的抗回火能力大大增加，可适当提高回火温度，从而提高韧塑性。 二. 合金元素与工艺性能的影响 1. M对钢的热处理工艺性的影响 淬透性 固溶在奥氏体中的M（除Co外）都能提高钢的淬透性。 淬裂倾向 合金元素含量的增加，Ms点下降，组织应力增大，增加了淬裂倾向。 2. M对钢的焊接性能的影响 钢的可焊性是指在比较简单可行的焊接条件下，钢材焊接后不产生裂纹，并获得良好的焊缝区的性能。 合金元素的含量越多，则焊接性能越不好。为估算钢的可焊性的好坏，通常采用碳当量来表示。 碳当量0.4~0.5%，可焊性变差。 3. M对钢的切削性能的影响 从化学成分角度看，非金属夹杂物是决定钢的切削性能的主要因素。非金属夹杂物的类型、形状、大小、分布和含量不同，其影响也不同。 易切削钢添加的M：S，P, Pb, Bi, Se, Te, Ca形成的MnS, MnSe, MnTe, 含钙夹杂物; Pb质点，Bi质点; 损害切削性能的夹杂物：Al2O3, SiO2, 氮化物，硅酸盐夹杂物 。 小 结 材料学核心是合金化基本原理，这是材料强韧化矛盾 的主要因素。 要真正理解“合金元素的作用，主要在于对合金材料 相变过程的影响，而良好的作用只有在合适的处理条件下 才能得到体现。” 掌握了合金元素作用及其在加工过程中的演化规律 ，才能更好地理解各类钢设计与发展，才能更好地开发 新工艺、新材料。 合金化 设计 K类型 及性质 K形成 规律 对相图 影响 对C线 的影响 组织 设计 Me对过 程影响 Me对工 艺性作用 强韧化矛盾 演化规律 钢强化 基本机理 合金韧化 基本途径 第一章 钢的合金化原理作业 1、名词解释： 1）合金元素；2）微合金元素；3）奥氏体形成元素；4）铁素体形成元素；5）原位析出；6）离位析出； 2、简述合金元素对扩大或缩小γ相区的影响，并说明利用此原理在生产中有何意义？ 3、合金钢中碳化物形成元素（V，Cr，Mo，Mn等）所形成的特殊碳化物的基本类型。 4、主要合金元素（V，Cr，Ni，Mn，Si，B等）对珠光体转变影响的作用机制。 5、以低碳回火马氏体钢20SiMn2MoV为例，说明其合金化及热处理过程中存在哪些强化与韧化途径？ 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * Mn 1）（Fe,Mn）3C, 减慢P转变时合金渗碳体形核与长大； 2）扩大γ相区，强烈推迟γ→α转变，提高α的形核功。 Ni 开放γ相区，并稳定γ相，提高α相的形核功。 Co 虽扩大γ相区，但能使A3温度提高（特例），使γ→α转变在更高的温度进行，降低了过冷γ的稳定性，使C曲线向左移。 Al, Si 1）不形成各自K，也不溶解在渗碳体中，必须扩 散出去为K形核创造条件； 2）Si可提高Fe原子的结合力。 B，Re 强烈的内吸附元素，富集于晶界，降低了 γ的界面能，阻碍α相和K形核。 多种合金元素的综合合金化 将强K形成元素，弱碳化物形成元素与非碳化物形成元素相结合, 大大提高过冷γ的稳定性。 图例1----综合合金化提高过冷γ的稳定性 图例2---综合合金化提高过冷γ的稳定性 合金元素