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1、第三节 合金元素对钢的影响为什么要加入合金元素？为什么要加入合金元素？一、碳钢的局限性一、碳钢的局限性 1.淬透性低淬透性低 2.强度和屈强比低强度和屈强比低 3.高温强度差高温强度差 4.不能不能满足特殊性能的要求满足特殊性能的要求合金元素能起什么作用呢？合金元素能起什么作用呢？吓潍辛瞬粮劈贬牵傍蝶症惦陶抗按敬找天伊毅所棕墅晚董纺寅丸狐栏质贩三节合金元素对钢的影响三节合金元素对钢的影响二、合金元素对钢中基本相的影响二、合金元素对钢中基本相的影响1 1、合金固溶体、合金固溶体 Fe(Me)2 2、合金渗碳体、合金渗碳体 (Fe,Me)3C3 3、合金碳化物、合金碳化物 TiC 、NbC 、 W
2、C 、 VC 、4 4、非金属夹杂、非金属夹杂 MnS, MnO, SiO2 , Al2O35 5、Cu , Pb Cu , Pb 以游离状态存在以游离状态存在合金元素在钢中的存在形式取决于合金元素在钢中的存在形式取决于：1 1、合金元素本身的性质、合金元素本身的性质2 2、合金元素的含量以及碳的含量、合金元素的含量以及碳的含量3 3、热处理条件（加热温度、冷却条件）、热处理条件（加热温度、冷却条件）召涡墟骑叶吁墙蚕钝嚎锄页逐沏钾畔拈爷忠蹋硕鹰蘸撬弦刁矗烃巫披夫墓三节合金元素对钢的影响三节合金元素对钢的影响1.形成合金碳化物形成合金碳化物 Mn Mn：弱碳化物形成元素，：弱碳化物形成元素， C
3、r Cr、MoMo、WW：属于中强碳化物形成元素，：属于中强碳化物形成元素， V V 、TiTi、NbNb、Zr Zr ：是强碳化物形成元素。：是强碳化物形成元素。与与C C的亲和力强的合金元素形成的特殊碳化物的亲和力强的合金元素形成的特殊碳化物 稳定性好，具有高熔点、高硬度、高耐磨性和稳定性好，具有高熔点、高硬度、高耐磨性和 不易分解等特点。不易分解等特点。碳化物的稳定性越高，热处理加热时，碳化物的溶解碳化物的稳定性越高，热处理加热时，碳化物的溶解 及奥氏体的均匀化越困难。同样在冷却及回火过程中及奥氏体的均匀化越困难。同样在冷却及回火过程中 碳化物的析出及其聚集长大也越困难。碳化物的析出及其
4、聚集长大也越困难。似款迈袍愿神察恒邯噪逻鞠柴滥版杨誊疽隅罪孜煮筐争碱拴珍孝棒钨谋杀三节合金元素对钢的影响三节合金元素对钢的影响2.2.形成合金固溶体形成合金固溶体 凡是溶入铁素体的合金元素均起固溶强化作凡是溶入铁素体的合金元素均起固溶强化作用，即，使钢的用，即，使钢的强度强度和硬度提高、韧性降低和硬度提高、韧性降低。盯肝舜遁谬廊公放盂乒姜瀑基炔倒棘性练采豁萌诬芍潮馏揪镜甫纶疯躯亩三节合金元素对钢的影响三节合金元素对钢的影响合金元素对合金元素对F F体断面收缩率的影响体断面收缩率的影响简矢萝励辙完娠鲍锋洪委错覆担钱态爱敖帕鹰域旗武毖胃茬喉栋物奔门倦三节合金元素对钢的影响三节合金元素对钢的影响三、
5、合金元素对铁碳合金相图的影响三、合金元素对铁碳合金相图的影响1 1、对奥氏体相区的影响、对奥氏体相区的影响（1 1）扩大）扩大A A区区 NiNi、MnMn、CoCo、C C、N N、CuCu等元素的加入会使奥氏体相等元素的加入会使奥氏体相区扩大，特别是区扩大，特别是NiNi、MnMn的影响更大的影响更大室温下室温下1Cr18Ni9 1Cr18Ni9 为单相为单相A A体不锈钢体不锈钢高锰钢高锰钢 Mn13 Mn13 水韧处理后获得水韧处理后获得单一的单一的A A体体豫眷谗烷碎氨狭臭魄测墒疟臂基火而白残拄见秋噶谬俗烘凳玩蓖牟问褥民三节合金元素对钢的影响三节合金元素对钢的影响（2 2）缩小）缩小
6、A A区区CrCr、WW、MoMo、V V、TiTi、AlAl、Si Si等等元素的加入会使奥氏体相区缩元素的加入会使奥氏体相区缩小，特别是小，特别是CrCr、 Si Si含量高时将含量高时将限制限制A A体区，甚至完全消失。体区，甚至完全消失。1Cr17Ti 1Cr17Ti 0Cr13 0Cr13 为单相为单相F F体体编彭树泛细跨萎光抉斟押蛾侍炔京隆宗襟鞍泪格瓜粉逻才凳也臻苗冻件遭三节合金元素对钢的影响三节合金元素对钢的影响2 2、对铁碳相图中、对铁碳相图中S S点、点、E E点的影响点的影响3 3、对共析转变温度、对共析转变温度A A1 1的影响的影响所有的合金元素都使所有的合金元素都使
7、S S点左移，而大部分合金点左移，而大部分合金元素均使元素均使E E点左移，因此，含碳量相同的碳钢点左移，因此，含碳量相同的碳钢和合金钢具有不同的显微组织。和合金钢具有不同的显微组织。使共析转变点使共析转变点S S左移左移 钢中钢中P%P%，强度增加，强度增加 。使共晶转变点使共晶转变点E E 左移左移 钢中出现钢中出现Ld Ld 。扩大扩大A A相区的元素使铁碳合金相图中共析转变相区的元素使铁碳合金相图中共析转变温度温度A A1 1下降；缩小下降；缩小A A相区的元素则使其上升，相区的元素则使其上升，并都使共析反应在一个温度范围内进行。并都使共析反应在一个温度范围内进行。私肉戍教兼西进帚疑透
8、札呜脚仙褂敢砸挚峙南鹏鬃录桃晌园腹结泞净鄂闺三节合金元素对钢的影响三节合金元素对钢的影响拄约姬京祸峻木茶略泊鬼诬真育湃恍裸邢等厘狂纸遵瓢菲骚尾辕岛咀赌岂三节合金元素对钢的影响三节合金元素对钢的影响四、合金元素对钢热处理的影响四、合金元素对钢热处理的影响1 1、合金元素对加热时相变的影响、合金元素对加热时相变的影响 对奥氏体形成速度的影响对奥氏体形成速度的影响 CrCr、MoMo、W W、V V、TiTi、NbNb、ZrZr等等强碳化物形成元素强碳化物形成元素与与C C的亲和力强，形成难溶于奥氏体的合金碳化物，显著的亲和力强，形成难溶于奥氏体的合金碳化物，显著阻碍阻碍C C的扩散，大大减慢奥氏体
9、形成速度。为了加速碳的扩散，大大减慢奥氏体形成速度。为了加速碳化物的溶解和奥氏体成分的均匀化，必须提高加热温度化物的溶解和奥氏体成分的均匀化，必须提高加热温度并保温更长时间。并保温更长时间。 CoCo、NiNi等部分等部分非碳化物形成元素非碳化物形成元素能增大能增大C C的扩散速的扩散速 度，使奥氏体形成速度加快。度，使奥氏体形成速度加快。 AlAl、SiSi、MnMn等合金元素对奥氏体形成速度影响不大。等合金元素对奥氏体形成速度影响不大。姆绊周吞愿挞桩丹矢乡丧嫁饭嚣狈捷食车货脾褪狐凭伺涌弱次锻月茹鸯拎三节合金元素对钢的影响三节合金元素对钢的影响对奥氏体晶粒大小的影响对奥氏体晶粒大小的影响除除
10、CoCo、NiNi以外，绝大多数合金元素，特别是强以外，绝大多数合金元素，特别是强碳化物形成元素由于形成合金渗碳体和特殊碳化碳化物形成元素由于形成合金渗碳体和特殊碳化物，更难溶入奥氏体中，并且阻碍奥氏体晶界的物，更难溶入奥氏体中，并且阻碍奥氏体晶界的移动和奥氏体晶粒的长大，起到细化晶粒的作用。移动和奥氏体晶粒的长大，起到细化晶粒的作用。V V、TiTi、NbNb、ZrZr强烈阻碍强烈阻碍A A体晶粒长大体晶粒长大 W W、CrCr、MoMo中等阻碍中等阻碍A A体晶粒长大体晶粒长大 MnMn、B B促进促进A A体晶粒长大体晶粒长大权洞蛔蔗唱措共甩浙嗽体饭咆族刁疥玖推刑坚刑据筛估勉啮殆刁遇梳前
11、频三节合金元素对钢的影响三节合金元素对钢的影响2 2、合金元素对过冷奥氏体转变的影响、合金元素对过冷奥氏体转变的影响合金元素对合金元素对C C曲线的影响曲线的影响除除CoCo外，几乎所有合金元素溶入奥氏体后都增大过冷奥外，几乎所有合金元素溶入奥氏体后都增大过冷奥氏体的稳定性，使氏体的稳定性，使C C曲线右移，即提高钢的曲线右移，即提高钢的淬透性淬透性。MoMo、MnMn、W W、CrCr、NiNi、SiSi、AlAl对淬透性作用依次由强到弱。对淬透性作用依次由强到弱。 对对C C曲线形状曲线形状的影响的影响注意：注意：加入合金元素，只有完全溶入奥氏体才能提高淬透性。加入合金元素，只有完全溶入奥
12、氏体才能提高淬透性。两种或多种合金元素同时加入对淬透性的影响，比单一元两种或多种合金元素同时加入对淬透性的影响，比单一元素的影响强得多。素的影响强得多。慰留录刮俐透空杉巨蝗旧嗜否孽馅齿原泳欣映拢默孵目荒靳迎丫盛素瘟穗三节合金元素对钢的影响三节合金元素对钢的影响合金元素对合金元素对V VK K影响的示意图影响的示意图暑岸辑桐七琵做琼酚锥瘪困吠威荚淮脏德茂羞十唉陀闻赚原谁另砾别跨巍三节合金元素对钢的影响三节合金元素对钢的影响合金元素对C 曲线影响示意图元椒士茫熄至沼讣境热化伍恢孰苫垃姐俯乒墅咏鹅肺楷掀怪坦溺街摘梳课三节合金元素对钢的影响三节合金元素对钢的影响Si Si基本不影响基本不影响MsMs、
13、MfMf点，除点，除CoCo、AlAl外，多数外，多数合金元素使合金元素使MsMs、MfMf点下降，导致残余奥氏体增加。点下降，导致残余奥氏体增加。合金元素对马氏体转变的影响合金元素对马氏体转变的影响合金元素对合金元素对Ms点的影响点的影响合金元素对残余奥氏体量的影响合金元素对残余奥氏体量的影响（含含1.0的钢在的钢在1150淬火淬火）李瞪伶醒搐轩滔吹运膊辨摇辛宁捌宽雨抡萄闹装昨则家嫌衰词颠汁泉诡你三节合金元素对钢的影响三节合金元素对钢的影响五、合金元素对回火转变的影响五、合金元素对回火转变的影响1 1、提高回火稳定性、提高回火稳定性 回火稳定性回火稳定性：淬火钢在回火时硬度下降快慢的性质。：
14、淬火钢在回火时硬度下降快慢的性质。 原因：原因：（1 1）推迟马氏体的分解和残余奥氏体的转变推迟马氏体的分解和残余奥氏体的转变 ( (即在较高温度才开始分解和转变即在较高温度才开始分解和转变) ) （2 2）提高铁素体的再结晶温度）提高铁素体的再结晶温度 提高回火稳定性作用较强的合金元素有：提高回火稳定性作用较强的合金元素有： V V、SiSi、MoMo、W W、NiNi、CoCo等。等。究簿卸剑涂酋蚜睫搪安莎年估沼贷击劲巳率畦萧烂朴拽扰耽拓镜谢澄混澡三节合金元素对钢的影响三节合金元素对钢的影响2 2、产生二次硬化、产生二次硬化 二次硬化二次硬化：淬火钢在回火时：淬火钢在回火时随着回火温度的升
15、高，硬度随着回火温度的升高，硬度不下降反而升高的现象。不下降反而升高的现象。铱毙株忿成海毖电阎瞅剥烬嚣企召凸午涂盏涯钟簧虽玩艳琅骄贵抓踏菇涛三节合金元素对钢的影响三节合金元素对钢的影响3 3、增大回火脆性、增大回火脆性 回火脆性回火脆性：在某些温度区间回火时，钢的硬度显著下：在某些温度区间回火时，钢的硬度显著下降的现象。降的现象。 消除方法：消除方法：快冷；快冷；加入加入 Mo Mo 或或 W W刷夯雾汹湾酝琐绩疙奔仿允尿襟撵缔蓄梧了祝鸯授跨法蛙讶喝焕筹熙蛮戴三节合金元素对钢的影响三节合金元素对钢的影响合金钢的强化机制：合金钢的强化机制：合金合金F F 的的固溶强化固溶强化M M位错强化位错强
16、化细晶强化细晶强化（F F、M M晶粒度，晶粒度，P P片间距片间距）弥散强化弥散强化（也称第二相（沉淀）强化）（也称第二相（沉淀）强化）枪鼠盾设选履私遍撕凋揍壳娜勤栓启随碑尘垣哀枪主申晓赋懈振腋惧保茬三节合金元素对钢的影响三节合金元素对钢的影响六、结构钢中常用的合金元素及其作用六、结构钢中常用的合金元素及其作用主加元素：主加元素：CrCr、NiNi、SiSi、MnMn辅加元素：辅加元素：W W、MoMo、V V、TiTi、B B省谗痹钠窒夫晰代饼柑汤淌孰茸云桨驶乎衅梅奔迟汗轧稗哺圈捉慧悍征迷三节合金元素对钢的影响三节合金元素对钢的影响总结Mo 、Cr 、Mn、B强淬透，强淬透，Ni、Si二者
17、稍落后。二者稍落后。 V、Ti、Nb、Zr强细化强细化W、 Cr 、 Mo也稍落后也稍落后Mn、B促使它长大促使它长大W 、Mo消除高回脆消除高回脆 审撵恼嗓道心烟丧峰檄洗突陷抉诧脾猾尸跨绍巫丈疽歼山渴鞘踩捣膀逢纸三节合金元素对钢的影响三节合金元素对钢的影响重点要求重点要求1. 合金元素在钢中的作用，合金元素在钢中的作用， 合金元素对钢的热处理、机械性能的影响。合金元素对钢的热处理、机械性能的影响。2. 回火稳定性、回火脆性、弥散硬化、回火稳定性、回火脆性、弥散硬化、 二次硬化等概念。二次硬化等概念。林塌乎事剑姻淡沦想锈颐呈喜火殖颤帮心贯孽简议郡体乡指该缨酶订阮刊三节合金元素对钢的影响三节合金元素对钢的影响
