钢铁中的合金元素级.ppt

**强碳化物形成元素溶解于弱碳化物中，可提高弱碳化物的稳定性，而弱碳化物形成元素的存在则降低强碳化物的稳定性。**由于冶炼时，钢液吸收大气中的氮，会在钢中形成铁或其它合金元素的氮化物。例如：NaCl型简单立方点阵：TiN，VN，CrN，Fe4N（γ‘）等简单密排立方点阵：WN，MoN，Cr2N，Fe2-3N（ε）等氮化物的稳定性和氮化物之间的溶解与碳化物相类似。**合金元素对钢的临界点和Fe-C相图的影响可归纳为：有扩大γ相区的元素；有缩小γ相区的元素；会改变Fe-C相图的共析温度；会降低共析点的碳含量图中虚线为Fe－C奥氏体区**当温度高于1100C时，AlN溶解，晶界的钉扎作用消除，晶粒开始剧烈长大**但必须是溶入γ的元素，否则未溶C化物成为γ分解核心，↓γ稳定性。**比碳钢需要更长时间的孕育期，原因是合金元素扩散慢，扩散数量级，p17，6个数量级之差，Si、Al占位阻碍相间沉淀：碳化物沉淀颗粒尺寸大小，取决于转变温度核碳化物形成元素种类。转变温度高，转变反应速度慢，得到粗大组织，转变温度低，转变反应速度快，得到较细小的组织。含Ti，Nb，V钢的???转变速度快，相间沉淀细，二含W、Mo、Cr钢反应速度慢，相间沉淀粗。。**马氏体转变是无扩散转变，形核和长大速度很快，合金元素对马氏体转变动力学影响很小。**使材料的硬度不降反升的原因是这些元素严重阻碍C扩散，所以C化物不易溶解后再通过C扩散并反应长大。钢中的碳化物2、有限溶解：?如果三个因素中任意一个不合适，则碳化物之间就形成有限溶解。例如：Fe3C中可溶解28%Cr,14%Mo,2%W,3%V,形成合金渗碳体。第31页,共51页，星期六，2024年，5月钢铁中的氮化物??????氮化物具有高硬度和脆性、高熔点，对钢的性能有明显的影响。???氮原子比碳原子小，氮原子半径?N和金属原子半径γMe,γN/γMe均小于0.59，所以氮化物都呈简单密排结构。第32页,共51页，星期六，2024年，5月钢中的金属间化合物合金钢中合金元素之间以及合金元素与铁之间产生相互作用，可能形成各种金属间化合物。金属间化合物保持着金属的特点，对奥氏体不锈钢、马氏体时效钢和许多高温合金的强化有较大的影响。第33页,共51页，星期六，2024年，5月钢中的金属间化合物一、σ相IIIIIIIVVVI第一长周期的第七族（VIIB）和第八族（VIIIB）能和第五族（VB）及第六族（VIB）元素形成?相，如Cr－Mn，Cr－Fe等第34页,共51页，星期六，2024年，5月1.5合金元素钢相变的影响1、改变了奥氏体相区的位置Mn,Ni等：?形成元素，扩大?区，室温??Cr，Mo等：铁素体形成元素，?会消失，室温??1-61-7第35页,共51页，星期六，2024年，5月合金元素钢相变的影响扩大γ相区元素降低了A3温度，也降低了A1温度；缩小γ相区元素升高了A3温度，也升高了A1温度2、改变了共析温度1-8第36页,共51页，星期六，2024年，5月合金元素钢相变的影响3、改变了共析体的含碳量所有的合金元素都降低共析点碳含量，使共析点左移1-9第37页,共51页，星期六，2024年，5月合金元素钢相变的影响合金元素添加量使C≤0.8%的钢中出现共析组织;合金元素添加使C≤2.11%的钢中出现合金莱氏体总结：合金元素对临界点Fe-C相图的影响可由下表表示第38页,共51页，星期六，2024年，5月合金元素对奥氏体形成的影响钢在加热时的转变：γ相的形成碳化物溶解γ相中合金元素的均匀化溶质元素的晶界平衡偏聚奥氏体晶粒长大第39页,共51页，星期六，2024年，5月合金元素对奥氏体形成的影响改变临界点温度S点位置等，改变奥氏体形成的温度条件及C浓度条件。合金元素影响奥氏体均匀化→强碳、氮化物形成元素→稳定碳化物或氮化物，溶解需更高温度，更长时间保温得到均匀一致γ。合金工具钢保留部分C化物。影响奥氏体均匀化第40页,共51页，星期六，2024年，5月合金元素对钢在加热时转变的影响合金元素对奥氏体晶粒长大的影响,p15→非碳、氮化物形成元素Mn、P、有助长奥化体晶粒长大→非碳、氮化物形成元素，Ni.Co等对γ长大无影响→强碳、氮化物形成元素↓奥氏体晶粒长大倾向，氮化物比碳化物溶解度低，常用第41页,共51页，星期六，2024年，5月合金元素对过冷奥氏