合金元素对钢的影响
合金元素对钢的影响

合金元素对钢的影响
合金元素对钢的影响主要体现在以下几个方面:
1. 提升强度和硬度:合金元素如锰、硅、铬等,能有效增加钢的强度和硬度,使其更具耐磨性和耐久性。
这些元素在钢中以固溶体的形式存在,能提高钢的屈服点和抗拉强度。
2. 改善韧性:某些合金元素如钒、钛等,能细化钢的组织结构,从而提升其韧性。
它们在钢中形成碳化物,这些碳化物能有效地阻止裂纹扩展,从而增加钢的断裂抗力。
3. 改善工艺性能:合金元素可以改变钢的加工性能,例如改善铸造性能、焊接性能和切削性能等。
例如,磷可以提高钢的流动性,但过高的磷含量会导致钢的冷脆性增加。
4. 抗腐蚀性:合金元素如铬、镍等可以增加钢的抗腐蚀性。
它们在钢表面形成一层致密的氧化膜,能有效阻止进一步的氧化腐蚀。
5. 热处理性能:合金元素可以改变钢在热处理过程中的反应速度和效果。
例如,硅、锰等元素可以加速奥氏体化和冷却速度,而钛、钒等元素则可以减缓奥氏体化和冷却速度。
6. 改善磁性:一些合金元素如钴、铁等可以改变钢的磁性。
这些元素在钢中能影响铁磁畴的取向,从而改变其磁性能。
7. 降低导电性:合金元素如铜、镍等可以增加钢的导电性。
它们在钢中形成电子散射中心,增加电子的散射几率,降低电导率。
综上所述,合金元素对钢的影响是多方面的,可以根据实际需求选择添加合适的合金元素来优化钢的性能。
但需要注意的是,添加合金元素时需控制适当的比例,否则可能会产生反效果。
各种合金元素对钢性能的影响

各种合金元素对钢性能的影响1、Al(1)Al当钢中其含量小于3~5%时,是一有益的元素。
其作用是:高的抗氧化性和电阻。
①作为强烈脱氧剂加进的Al,可生成高度细碎的、超显微的氧化物,分散于钢体积中。
因而可阻止钢加热时的晶粒长大(含Al<10%,在加热<1200℃才有细化作用,否则其作用甚小)和改善钢的淬透性。
所以这些氧化物成为结晶的中心,而在钢冷却时又对A体分解起促进作用。
作为合金元素,有助于钢的氮化,因而可提高钢的热稳定性。
所以AlN 本身在加热时具有高稳定性,①与②都有利于减弱钢的过热倾向。
③可改善钢的抗氧化性,考虑②和③,④能提高钢的电阻,与Cr共同用于制造高电阻铬铝合金:如Cr13Al4、1Cr17Al5、1Cr25Al5。
Al使电阻增高的程度比Cr还高的多。
在Cr钢中加Al,会粗晶易脆,所以其量一般不超过5%,个别才有8~9%。
⑤对硅钢而言,Al可减少α铁心损失,降低磁感强度,与氧结合可减弱磁时效现象,但Al的氧化物会使磁性变坏。
Al(>0.5%)也会使硅钢变脆。
(2)Al的不良影响①促进钢的石墨化,减少合金相中的碳溶浓度,所以硬度、强度降低。
②加速脱碳当Al含量增加至3~5%时,8~9%将会大大地促进钢锭的柱状结晶过程。
因此而大大增加钢的机械热加工的困难,也使钢极易脱碳。
(其热加工之所以困难是因为该合金钢锭具有粗晶结构,且其晶体的解理极弱,所以导热性低,加热时容易出现大的温度差而锻裂,甚至钢锭的去皮加工都会使其晶界氧化而破坏。
此外,它在800℃以上的高温长时间停臵也极易变脆。
一般合金钢中含Al量:合金结构钢:Al=0.4~1.1% (38CrAlA、38CrMoAlA、38CrWVAlA等)耐热不起皮钢:Al=1.1~4.5% (Cr13SiAl、Cr24Al2Si、Cr17Al4Si等)电热合金: Al=3.5~6.5% (Cr13Al4、1Cr17Al5、Cr8Al5、0Cr17Al5等)甚至Al=8% Cr7Al7:考虑电热合金受荷不大,虽有脆性,仍可使用。
合金元素对钢的影响

合金元素对钢的影响钢是一种由铁和碳组成的合金材料,但是通过添加其他合金元素可以显著改善钢的性能。
在这篇文章中,我们将讨论一些常见的合金元素对钢的影响。
1.碳(C):碳是钢中最常见的合金元素之一、通过控制钢中的碳含量,可以调节钢的硬度、强度和耐磨性。
高碳钢具有更高的硬度和强度,但其韧性较差,容易产生脆性断裂。
低碳钢则具有较高的韧性,但其硬度和强度相对较低。
2.锰(Mn):锰是一种常见的合金元素,在钢中的添加可以提高强度、韧性和耐磨性。
锰还有助于抑制脆性相的形成,提高钢的可焊性和可加工性。
锰含量通常在0.5%到2%之间。
3.硅(Si):硅是一种常见的合金元素,在钢中的添加可以提高硬度、强度和耐磨性。
硅还有助于抑制钢的氧化过程,并提高钢的耐蚀性。
硅含量通常在0.2%到2%之间。
4.磷(P):磷是一种常见的合金元素,但钢中的磷含量通常被控制在很低的水平,因为高磷含量会降低钢的可焊性和韧性。
然而,适量的磷可以提高钢的强度和耐磨性。
6.铬(Cr):铬是一种常见的合金元素,在不锈钢中的添加可以提高钢材的抗腐蚀性能。
铬与钢中的铁形成一种稳定的氧化层,防止钢材氧化和腐蚀。
铬含量通常为12%到20%。
7.镍(Ni):镍是一种常见的合金元素,其添加可以提高钢的强度和耐腐蚀性。
镍还可以提高钢的可塑性和可焊性。
在不锈钢中,镍的含量通常在8%到12%之间。
8.钼(Mo):钼是一种常见的合金元素,在高温和高强度应用中添加可提高钢的硬度、强度和耐热性。
钼还可以提高钢的抗腐蚀性能和可焊性。
钼的含量通常在0.2%到5%之间。
9.钛(Ti):钛是一种轻量化合金元素,在钢中的添加可以提高钢的强度和耐蚀性。
钛还可以提高钢的可焊性和可塑性。
10.铜(Cu):铜是一种常见的合金元素,在钢中的添加可以提高钢的强度、耐腐蚀性和抗磨损性。
铜还可以提高钢的导电性和导热性。
综上所述,合金元素对钢的影响非常重要。
通过选择合适的合金元素和合适的含量,可以显著改善钢材的性能,使其满足不同应用的要求。
合金元素对不锈钢性能的影响

合金元素对不锈钢性能的影响不锈钢是一种具有耐腐蚀性的合金钢,在制造工业中广泛应用。
适当调整不锈钢中的合金元素含量可以改变不锈钢的性能,下面将对几种常见的合金元素对不锈钢性能的影响进行详细阐述。
1.铬(Cr):铬是不锈钢中最主要的合金元素,能够形成一层致密的氧化铬膜,阻隔了氧气与金属表面的接触,从而提供了不锈钢的耐腐蚀性。
在一般的不锈钢中,铬的含量大约在10-30%之间。
2.镍(Ni):镍可以提高不锈钢的强度、塑性和耐腐蚀性。
镍还能够提高不锈钢的抗氧化性能,在高温环境下不易失去光泽和变色。
此外,镍还能够提高不锈钢的焊接性能。
在不锈钢中,镍的含量通常在8-20%之间。
3.钼(Mo):钼能够增加不锈钢的耐腐蚀性能特别是对于硫酸、硝酸和盐酸等强酸。
钼还能够提高不锈钢在高温下的力学性能和抗蠕变性能。
通常情况下,不锈钢中的钼含量在2-3%之间。
4.锰(Mn):锰可以提高不锈钢的硬度和强度,并有利于钢的淬火性能。
此外,锰还能改善不锈钢的抗氧化性能和耐腐蚀性能。
在不锈钢中,锰的含量一般在1-2%之间。
5.钛(Ti):钛能够阻止不锈钢在高温下的晶粒长大,提高不锈钢的耐腐蚀性能、焊接性能和高温强度。
钛的含量一般在0.5-1.5%之间。
综上所述,合金元素对不锈钢性能的影响是多样的。
铬是最关键的合金元素,确定了不锈钢的耐腐蚀性能;镍和钼能够提高不锈钢的力学性能和抗腐蚀性能;锰可以改善不锈钢的淬火性能和抗氧化性能;钛则能够提高不锈钢的高温性能。
合理调整不锈钢中合金元素的含量,可以根据具体的应用需求,改变不锈钢的性能,使其更适合各种工业领域的使用。
合金元素对钢的影响

9.钨W:熔点33800C,可改善钢的强度,增加淬硬性,提高 切削工具刃口的寿命和耐热值,常用于高速工具钢 中. 10.钴Co:熔点14920C,增加钢的强度和淬硬性,用于高 速工具钢和磁钢,作用类似于镍.主要用于高速,耐热 钢,制造工具的端部. 11.铝Al:熔点6580C,与硅作用相同,使碳偏析成石墨状, 增加含量可使钢的晶料变粗,作为合金元素能改善钢 的耐磨性和防止氧化的功能.
12.钛Ti:熔点17270C,钛是非常硬的物质,在奥氏体,耐腐 蚀的钢中是重要的稳定的合金元素. 13.铜Cu:熔点10840C增加钢的强度和屈服极限,但影响 钢的弹性,对焊接无影响.加少量的铜能增加防锈性能 .
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1,合金元素对钢的性能影响
1.磷P:熔点440C,对钢有害,高级钢中磷含量最高控制 在0.03~0.05%之间,但易切钢中可达到0.06~ 0.15%. 2.硫S:熔点1180C,使钢变脆,危害大,钢中磷含量最高 控制在0.025~0.035%之间,但易切钢中可达到 0.08~0.3%. 3.锰Mn:熔点12210C,提高钢的强度,略微降低其弹性 ,可改善钢的可煅性和焊接性能.含锰量增加能增加 钢的淬硬深度和耐腐蚀性.含量较高时钢的耐磨性 较好.
4.硅Si:含硅量超过0.5-0.6%时定为硅钢系列, 熔点14140C, 提高铸钢的机械性能和紧密 程度,对其弹性影响很小, 含量增加能提高 钢的抗张强度.含量过高会使钢的晶粒变粗 . 5.铬Cr:熔点19200C, 含量增加能提高钢的强 度略微降低弹性,对耐热和防止氧化有较好 的效果.含量高会使钢耐腐蚀和耐磨.增加 铬的含量会影响钢的焊接性能. 6.镍Ni:熔点14530C,增加钢的强度不如硅,锰, 但能保证良好的淬透性,特别是钢中含有铬 时.铬镍钢不锈,耐热和防止氧化.镍不妨害 焊接性能,特别适用于奥氏体钢,耐腐蚀和 防止氧化的钢,适用于表面硬化和通过热处 理提高韧性的钢.
合金元素对钢的性能影响

合金元素对钢的性能影响合金是由两种或两种以上的金属或非金属元素组成的材料。
将合金元素添加到钢中可以改变钢的性能。
这种改变可能包括增加钢的强度、硬度、耐腐蚀性能、热处理性能等。
本文将详细探讨合金元素对钢的主要性能影响。
一、合金元素对钢的强度和硬度的影响1.铬(Cr):铬是一种常用的合金元素。
它可以提高钢的硬度和耐高温性能。
铬在钢中形成稳定的氧化层,可以防止钢发生锈蚀。
此外,铬还可以提高钢的强度,使其更难弯曲和变形。
2.锰(Mn):锰是一种常见的合金元素。
它可以提高钢的强度、硬度和耐磨性能。
特别是在高温下,锰可以提高钢的硬度和强度,使其具有更好的耐磨性能。
3.钼(Mo):钼是一种重要的强化元素。
它可以提高钢的强度、韧性和耐热性能。
钼可以在钢中形成硬质的碳化物,使钢具有更好的耐磨性和抗冲击性。
此外,钼还可以提高钢的耐高温性能。
4.钛(Ti)和铌(Nb):钛和铌是常用的微合金元素。
它们可以提高钢的强度和硬度,同时也可以细化钢中的晶粒。
这些微合金元素还可以提高钢的高温强度和阻止钢的再结晶。
二、合金元素对钢的耐腐蚀性能的影响1.铬(Cr):铬是一种重要的防腐蚀元素。
它可以在钢的表面形成稳定的铬氧化层,防止钢被氧化和锈蚀。
铬还可以提高钢的耐腐蚀性能,使钢适用于潮湿和腐蚀性环境。
2.镍(Ni):镍也是一种常用的防腐蚀元素。
它可以提高钢的耐酸性和耐碱性,因为镍本身具有优异的化学稳定性。
镍还可以改善钢的韧性和抗磨性能。
3.铜(Cu):铜可以提高钢的抗腐蚀性能。
它可以形成一层稳定的氧化膜,保护钢表面不受腐蚀。
此外,铜还可以提高钢的韧性和耐磨性能。
三、合金元素对钢的热处理性能的影响1.钼(Mo):钼可以提高钢的热处理稳定性。
钼的加入可以使钢的晶界更加稳定,抑制晶粒长大,提高钢的热稳定性和热处理硬化能力。
2.钛(Ti)和铌(Nb):钛和铌是常用的微合金元素,可以提高钢的热稳定性和抗热衰退性能。
它们可以在钢中形成稳定的碳化物,细化晶粒并防止晶粒长大。
各种合金元素对钢性能的影响

各种合金元素对钢性能的影响合金化是通过向钢中添加不同的金属元素来改变钢的性能。
下面将介绍18种常见的合金元素对钢的性能的影响。
1.碳(C):碳是钢中最主要的合金元素之一,它能提高钢的硬度和强度。
2.硅(Si):硅的加入可以提高钢的耐高温性能和氧化抵抗能力。
3.锰(Mn):锰的加入可以提高钢的硬度、韧性和耐磨性。
4.磷(P):磷的加入可以增加钢的冷脆性,但适量的磷可以提高钢的强度和硬度。
5.硫(S):硫的加入可以提高切削性能和加工性能,但会降低钢的韧性。
6.铬(Cr):铬的加入可以提高钢的抗热腐蚀性能和抗氧化能力。
7.镍(Ni):镍的加入可以提高钢的强度、韧性和耐腐蚀性能。
8.钼(Mo):钼的加入可以提高钢的硬度、强度和耐磨性。
9.钒(V):钒的加入可以提高钢的强度、耐磨性和抗冲击性。
10.钛(Ti):钛的加入可以提高钢的强度、韧性和耐腐蚀性能。
11.铝(Al):铝的加入可以提高钢的强度、硬度和抗腐蚀性能。
12.铜(Cu):铜的加入可以提高钢的强度、硬度和导热性能。
13.铌(Nb):铌的加入可以提高钢的强度、耐磨性和抗腐蚀性能。
14.稀土元素(RE):稀土元素的加入可以改善钢的热处理性能和强度。
15.钒(V):铌的加入可以增加钢的硬度、强度和韧性。
16.硼(B):硼的加入可以提高钢的韧性、强度和耐磨性。
17.锡(Sn):锡的加入可以提高钢的耐腐蚀性和强度。
18.磷(P):磷的加入可以增加钢的脆性和韧性。
这些合金元素的加入可以根据特定的要求来调整钢的性能,例如提高强度、硬度、韧性、耐腐蚀性能、磨损性能和抗冲击性等。
然而,合金化也会引入一些问题,例如增加成本、降低可焊性和提高加工难度等。
因此,在设计和选择合金钢时需要综合考虑各种因素。
合金元素在钢中的作用

合金元素在钢中的作用合金元素是指在钢中加入的其他金属或非金属元素,它们与铁元素和碳元素相互作用,从而改变钢的性能和性质。
合金元素的添加可以提高钢的强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性等,使钢具有更优异的性能,满足不同的使用要求。
以下是合金元素在钢中的一些常见作用:1.碳(C):是钢中最主要的合金元素之一,加入合适的碳量可以提高钢的硬度和强度。
碳元素可以通过固溶强化的方式使钢的晶粒细化,从而提高钢的强度和硬度。
但是过高的碳含量会降低钢的塑性和耐热性。
2.硅(Si):是一种强化和脱氧元素,常用于高碳钢和合金钢中。
硅可以增加钢的强度、硬度和耐磨性,促使钢的晶粒细化。
同时,硅还可以与氧结合,形成氧化物,从而脱除钢中的氧气。
3.锰(Mn):是一种强化元素,常用于普通碳钢和低合金钢中。
与铁和碳相结合,形成硬化相,提高钢的硬度和强度。
锰还可以提高钢的韧性和抗冲击性,减少钢的冷脆性。
4.磷(P):是一种脆化元素,过量磷会降低钢的塑性和韧性。
但适量的磷可以起到强化钢的作用,提高钢的硬度和强度。
5.硫(S):是一种脆化元素,过量的硫会降低钢的韧性。
然而,适量的硫可以改善钢的切削加工性能,提高切削刃的寿命。
6.铬(Cr):是一种耐腐蚀元素,主要用于不锈钢和耐热钢中。
铬与钢中的铁形成铬化铁,并形成致密的氧化铬膜,从而防止氧气和水的侵蚀,提高钢的耐腐蚀性。
7.镍(Ni):是一种耐腐蚀和耐热元素,常用于不锈钢和耐热钢中。
镍可以改善钢的塑性、韧性和韧齿性,提高钢的耐腐蚀性和耐热性。
8.钼(Mo):是一种强化元素,用于合金钢和高速钢中。
钼可以提高钢的强度、硬度和耐磨性,同时还能提高钢的耐热性和抗腐蚀性。
9.钒(V):是一种强化元素,广泛应用于合金钢和高速钢中。
钒可以提高钢的强度、硬度和耐磨性,同时还能提高钢的耐高温性能。
10.铌(Nb):是一种强化和固溶强化元素,常用于低合金钢和高强度钢中。
铌可以提高钢的强度和硬度,还能改善钢的焊接性能和耐腐蚀性。
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一、低合金高强度结构钢
• 3. 成分特点 • 此外,加入少量铜(≤0.4%)和磷(0.1% 左右)等,可提高抗腐蚀性能。加入少 量稀土元素,可以脱硫、去气,使钢材 净化,改善韧性和工艺性能。
一、低合金高强度结构钢
• 4. 常用低合金结构钢 • 16Mn 是我国低合金高强钢中用量最多、 产量最大的钢种。使用状态的组织为细 晶粒的铁素体—珠光体,强度比普通碳 素结构钢Q235高约20%~30%,耐大气腐 蚀性能高20%~38%。
四、 合金元素对钢的热处理影响
• 3、合金元素对C曲线 、淬透性影响 除钴外,不形成和形成碳化物倾向较弱的合金 元素(Si、Ni、Cu、Mn)溶入奥氏体后降低原 子扩散速度,使奥氏体稳定性增加,从而使C 曲线右移 当强碳化物形成元素(Ti、V、Mo、W)溶入奥 氏体后,由于它们对推迟珠光体转变与贝低体 转变的作用不同,使C曲线出现两个鼻尖
一、低合金高强度结构钢
• 3. 成分特点 • (1) 低碳:由于韧性、焊接性和冷成形性 能的要求高,其碳含量不超过0.20%。 • (2) 加入以锰为主的合金元素。 • (3) 加入铌、钛或钒等辅加元素:少量的 铌、钛或钒在钢中形成细碳化物或碳氮 化物,有利于获得细小的铁素体晶粒和 提高钢的强度和韧性。
五、合金元素对钢的机械性能的影响
• 2、细晶强化 • 在常温下的细晶粒金属比粗晶粒金属有更高的 强度、硬度、塑性和韧性。这是因为细晶粒受 到外力发生塑性变形可分散在更多的晶粒内进 行,塑性变形较均匀,应力集中较小;此外, 晶粒越细,晶界面积越大,晶界越曲折,越不 利于裂纹的扩展。故工业上将通过细化晶粒以 提高材料在钢中的作用
• 1、合金元素在钢中的分布 • ③形成气氛氧、氮、硫的非金属夹杂物 • MnS、Al2O3 • ④形成金属间化合物 • FeSi、FeCr
三、 合金元素对铁碳合金相图的影响
• 1、 改变了奥氏体区的范围 • (1) 扩大奥氏体相区 这类合金元素使A3、 A1温度下降,GS线向左下方移动,这类 元素大都具有面心立方晶格,如锰、镍、 氮等。随着锰、镍含量增大,会使相图 中奥代体区一直延展到室温下。因此, 它在室温下的平衡组织是稳定的单相奥 氏体,这种钢称奥氏体钢。
二、合金渗碳钢
• 2.热处理和组织性能 • 合金渗碳钢的热处理工艺一般都是渗碳后直接 淬火,再低温回火。 • 热处理后,表面渗碳层的组织为回火马氏体+ 渗碳体+少量残余奥氏体组织,硬度为60HRC~ 62HRC。心部组织与钢的淬透性及零件截面尺 寸有关,完全淬透时为低碳回火马氏体,硬度 为40HRC~48HRC;如末淬透则为屈氏体、回火 马氏体和少量铁素体,硬度为25HRC~40HRC。 心部韧性一般都高于700KJ/m2。
五、合金元素对钢的机械性能的影响
• 4、位错强化 • 位错强化是钢中常用的一种强化机制, 主要着眼与位错数量与组态对钢塑变抗 力的影响。
§7-3结构钢
• • • • • • 一、低合金高强度结构钢 二、合金渗碳钢 三、合金调质钢 四、合金弹簧钢 五、滚动轴承钢 六、易切削钢
一、低合金高强度结构钢
二、合金元素在钢中的作用
• 1、合金元素在钢中的分布 • 合金元素溶入铁素体后,凡合金元素的 原子半径与铁的原子半径相差越大,晶 格类型越不相同,必然引起铁素体晶格 畸变,产生固溶强化,使铁素体的强度、 硬度提高,但塑性、韧性都有下降趋势。 如图。
二、合金元素在钢中的作用
二、合金元素在钢中的作用
• 2、 改变 S、E点在铁碳合金相图中位置 • 大多数合金元素均能使 S点、E点左移, • 。共析钢中碳的质量分数不是Wc=0.77%, 而是Wc<0.77%。出现共晶组织的最低碳 的质量分数不再是Wc=2.11%,而是Wc <2.11%。 • 实验证明,含 Wc=0.4%的碳钢原属亚共 析钢,当加入Wcr=12%后就成了共析钢
三、 合金元素对铁碳合金相图的影响
• (2) 缩小奥氏体相区 这类合金元素与 前者相应,使A3和A1温度升高,GS线向 左上方移动,这类元素有铝、铬、硅等, 随着钢中这类元素含量增大,可使相图 中奥氏体区消失,此时,钢在室温下的 平衡组织是单相的铁素体,这种钢称为 铁素体钢。
三、 合金元素对铁碳合金相图的影响
四、 合金元素对钢的热处理影响
• 由于合金元素阻碍马氏体分解和碳化物 聚集长大过程。使回火的硬度降低过程 变缓。从而提高钢的回火稳定性。由于 合金钢的回火稳定性比碳钢高,若要得 到相同的回火硬度时,则合金钢的回火 温度就比同样含碳量的碳钢要高,回火 时间也长。而当回火温度相同时,合金 钢的强度、硬度都比碳钢高。
第七章合金结构钢
§第二节钢中各种元素对钢的影响
一、碳钢的不足:
• (1)淬透性低 一般情况下,碳钢水淬的 最大淬透直径只有10mm-20mm。 • (2) 强度和屈强比较低 如普通碳钢 Q235钢的σs为235MPa,而低合金结构钢 16Mn的σs则为360MPa以上。
一、碳钢的不足:
• (3)不能满足特殊性能的要求 • 碳钢在抗氧化、耐蚀、耐热、耐低温、 耐磨损以及特殊电磁性等方面往往较差, 不能满足特殊使用性能的需求。
• 1. 用途 • 主要用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、 高压容器、输油输气管道、大型钢结构 等。
一、低合金高强度结构钢
• 2. 性能要求 • (1) 高强度:一般其的屈服强度在300MPa以上。 (2) 高韧性:要求延伸率为15%~23%,室温冲 击韧性大于60kJ/cm2~80kJ/cm2。对于大型焊 接构件,还要求有较高的断裂韧性。 • (3) 良好的焊接性能和冷成型性能。 • (4) 热加工性能与低碳钢接近。 • (5) 良好的耐蚀性。
一、低合金高强度结构钢
• 5. 热处理特点 • 这类钢一般在热轧空冷状态下使用,不 需要进行专门的热处理。使用状态下的 显微组织一般为铁素体+索氏体
二、合金渗碳钢
• 合金渗碳钢通常是指经渗碳淬火及低温 回火后使用的合合金钢。
二、合金渗碳钢
• 1.成分特点 • (1)低碳 合金渗碳钢中碳的含量一般在Wc=0.10 %~0.25%之间,这是为了保证渗碳零件心部 具有良好的韧性。 • (2) 加入合金元素铬(<2%)、镍(<4%)、锰(<2%)和 硼(<0.004%)等可提高钢的淬透性,改善心部性 能。 • (3)为了细化晶粒,还加入少量阻止奥氏体晶粒 长大的强碳化物形成元素,如钛、钒、钼等, 它们形成的碳化物在高温渗碳时不溶解,有效 地抑制渗碳时的过热现象。
二、合金元素在钢中的作用
• 常用的合金元素有:锰、硅、铬、镍、 钨、钒、钛、锆、钴 • 合金元素对钢的相变、组织和性能的影 响,一般取决于合金元素与钢中铁、碳 两种基本组元的作用
二、合金元素在钢中的作用
• 1、合金元素在钢中的分布 • 形成合金铁素体 Ni、Si、Al、Co、Cu 等大多数合金元素都可或多或少地溶于 铁素体中,形成合金铁素体。其中原子 半径很小的合金元素(如氮、硼等)与 铁形成间隙固溶体;原子半径较大的合 金元素(如锰、镍、钴等)与铁形成置 换固溶体。
四、 合金元素对钢的热处理影响
四、 合金元素对钢的热处理影响
• 3、合金元素对C曲线 、淬透性影响 • 由于合金元素使 C曲线右移,故降低了钢 的马氏体V k ,增大了钢的淬透性。其中 尤以碳化物形成元素的影响较为显著, 特别是钢中几种合金元素同时加入时, 要比单独加入一种合金元素对增大钢的 淬透性更有效。
五、合金元素对钢的机械性能的影响
• 提高钢的强度是加入合金元素的主要目 的之一。欲提高强度, 就要设法增大位错 运动的阻力。 • 金属中的强化机制主要有: • 1、固溶强化 • 2、细晶强化 • 3、第二相强化 • 4、位错强化
五、合金元素对钢的机械性能的影响
• 1、固溶强化 • 固溶体随着溶质原子的溶入晶格发生畸 变。 晶格畸变增大位错运动的阻力, 使金属 的滑移变形变得更加困难,从而提高合金的强 度和硬度。这种通过形成固溶体使金属强度和 硬度提高的现象称为固溶强化。 固溶强化是 金属强化的一种重要形式。在溶质含量适当时, 可显著提高材料的强度和硬度,而塑性和韧性 没有明显降低。
四、 合金元素对钢的热处理影响
• 4、合金元素对马氏体转变温度的影响 • 除钴、铝外,大多数合金元素溶入奥氏 体后,使马氏体转变Ms和M f 降低,其中 铬、镍、锰作用较强。
四、 合金元素对钢的热处理影响
• 5、合金元素对淬火钢回火转变的影响 • (1)提高淬火钢回火稳定性(耐回火性) 淬火钢在回火时,抵抗软化的能力称为 回火稳定性。不同的钢在相同温度回火 后,强度、硬度下降也不同,下降少的 其回火稳定性较高。
五、合金元素对钢的机械性能的影响
• 3、第二相强化 复相合金与单相合金相比,除基体相以外, 还有第二相得存在。当第二相以细小弥散的微 粒均匀分布于基体相中时,将会产生显著的强 化作用。这种强化作用称为第二相强化。第二 相强化的主要原因是它们与位错间的交互作用, 阻碍了位错运动,提高了合金的变形抗力。
二、合金渗碳钢
• 3.用途 • 凡是要求表面具有高的硬度和耐磨性, 心部具有较高的强度和足够韧性的零件, 都可采用合金渗碳钢。
• 如,制作承受动载荷和重载荷的汽车变 速箱齿轮
二、合金渗碳钢
• 4.性能要求 合金渗碳钢的渗碳层具有优异的耐磨必、抗疲 劳性及适当的塑性和韧性 未渗碳的心部具有足够的强度及优良的韧性。 合金渗碳钢具有良好的热处理工艺性能,在渗 碳温度(900~950℃)下奥氏体晶粒不易明显 长大。 还有良好的淬透性。
• 1、合金元素在钢中的分布 • 形成合金碳化物 Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、 Zr、Ti作为碳化物形成元素,在元素周期表中 都是位于铁左边的过渡族金属元素,离铁越远, 则其与碳的亲和力越强,形成碳化物能力越大, 形成的碳化物越稳定而不易分解。 • 通常钒、铌、锆、钛为强碳化物形成元素;铬、 钼、钨为中强碳化物形成元素;锰为弱碳化物 形成元素。 如:合金渗碳体(Fe、Mn) 3 C