金属材料学 总结
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③ Co使C曲线左移
（2）对珠光体转变的影响
①对P转变速度的影响 除Co以外，均使P转变曲线右移，即推迟P转变
②对珠光体转变温度区的影响 1）凡是扩大γ相区的元素降低A1，使P转变温区向较 低温度 2）凡是缩小γ相区的元素，提高A1使P转变温度升高
③对珠光体转变产物的碳化物类型的影响 1）碳钢的珠光体转变产物的碳化物为Fe3C 2）非碳化物形成元素对钢的碳化物类型无影响 3）对珠光体转变产物（碳化物类型）的影响 强碳化物形成元素，将形成MC 中强碳化物形成元素 高温区形成M23C6或M3C 低温区，主要为Fe3C
《金属材料学》 复习总结
复习总结
本课程共三部分 第一部分：第1章 钢的合金化概论
（合金元素的作用） 第二部分：第2～第8章
具体钢铁材料分析讨论 第三部分：第9～第11章
Al、Cu、Ti有色金属
第一部分
序论：略 第1章：钢的合金化概论 一、合金元素 1.合金元素：是指特别添加到钢中为了保证获得所要求的
（3）对贝氏体转变影响
（4）对马氏体转变影响
3.合金元素对淬火钢回火转变的影响
（1）对马氏体的分解的影响 1） 合金元素对低温M分解影响不大。 2）中温和高温下回火的M分解影响分为三个方面 ①碳化物形成元素Cr，Mo，W，V，Nb等将强烈推 迟M的分解； ②非碳化物形成元素Ni，Co，Cu等影响较小； ③Si虽为非碳化物形成元素，但能有效推迟M的分解。 原因是Si能抑制ε碳化物长大，延迟ε碳化物向Fe3C转 变。
提高M淬透性的五大合金元素 Mn、Mo、Cr对增加淬透性的作用最强，Si与Ni次之
非碳化物形成元素
Ni，Cu，Si，Al，Co，P，S等
（2）形成的碳化物及稳定性
稳定性排序：
M3C，M7C3，M23C6，M6C，M2C，MC （弱 － 强）
三、钢的强化方法或机制
提高钢的强度，只要设法阻碍位错运动即可 强化方法
固溶强化 细晶强化 弥散强化 位错强化
四、合金元素对钢相变的影响
合金元素一般均延缓α相的回复和再结晶， 碳化物形成元素更为显著。
五、合金元素对钢热处理工艺性能的影响
1.对贝氏体淬透性的影响 为获得贝氏体，希望加入合金元素后，P转变区显著右移，
但对贝氏体转变区影响不大。 （1）Mo >0.3%即可 （2）微量的B能够强烈阻止多边形铁素体析出，而对贝氏
体转变影响不大的元素。 （3）低碳
形成无限固溶பைடு நூலகம்的条件
点阵类型 原子尺寸 电子层结构（电化学因素）
（2）对Fe－Fe3C相图的影响
所有合金元素均使S点左移 对临界温度影响：
扩大A相区元素降低临界点A1，A3； 缩小A相区的元素升高临界点A1，A3。
4.合金元素与C的相互作用
（1）按亲和力分两类
碳化物形成元素
Ti，Zr，Nb，V（强） W，Mo，Cr（中强） Mn，Fe（弱）
组织结构、物理、化学和机械性能的化学元素。（主 动加入） 2.杂质：由冶炼时原材料以及冶炼方法、工艺操作而带入 的化学元素。（并不都是有害） 3. 合金钢：在化学成分上有目的的加入合金元素，用以 保证一定的生产和加工工艺以及力学性能要求的铁基 合金
二、钢中的合金元素的作用
1. 钢中的合金元素的分类
（3） 按对奥氏体层错能的影响分类
提高奥氏体层错能元素 Ni，Cu等
降低奥氏体层错能元素 Mn，Cr等
2、钢中合金元素分布（存在形式）
（1）合金元素在钢中分布或存在形式有4种
形成非金属相（非金属夹杂） 溶入固溶体 形成强化相（化合物相） 游离态存在或自由存在 （2）合金元素在晶界偏聚（或晶界内吸附） 什么叫晶界偏聚？产生的原因？晶界偏聚特点 如何用晶界偏聚理论解释钢的第二类回火脆性？
1、合金元素对钢加热转变的影响（A化的影响） （1）合金元素对钢A化的影响 钢加热转变包括A形成，碳化物溶解及A晶粒长大过程。
总的来讲，合金元素的加入，使合金钢的A化温度和 时间比碳钢温度高，时间比碳钢长。这是因为合金钢 加热时，合金元素本身扩散慢，另外钢中还有一部分 合金碳化物要溶解，温度高于Fe3C。此外，钢中若 含有碳化物形成元素时，碳化物形成元素还降低碳在 A中的扩散速度。这些因素都降低A化速度。 （2）合金元素对A晶粒长大的影响
2.合金元素对过冷A分解的影响
（1）对过冷A稳定性的影响（对等温分解C曲线 影响）
①非碳化物形成元素Ni，Si，Cu等加入钢中，仍 保持碳钢C曲线形状，但使C曲线右移；
②碳化物形成元素Cr，Mo，W，V不仅改 变C曲线的位置，使之右移，而且改变其 形状，出现两个鼻温，使珠光体和贝氏体 转变区分开；
从含碳量角度，合金钢中较低（低碳），过冷奥氏体 最大转变速度在贝氏体区，容易得到贝氏体，例如 0.15%C-0.5%Mo-B(0.004～0.001％)。 （4）中碳 低碳钢适当提高C含量，再加进适量的Mn或Cr，还可 以得到中碳贝氏体钢，这对于发展贝氏体型大截面用钢， 有着较大的实际意义。
2.对马氏体淬透性的影响
（1） 按与Fe相互作用分类
奥氏体形成元素 C, N, Cu, Mn, Ni, Co
铁素体形成元素 Ti, Nb,V, W, Mo, Cr, Si, Al
（2） 按与C相互作用（亲和力大小）分类
非碳化物形成元素 Ni，Cu，Si，Al，P等
碳化物形成元素
Ti，Zr，Nb，V，W，Mo，Cr，Mn，Fe
（2）对残余奥氏体分解的影响
合金元素一般都能提高残余A的稳定性，即 加热到更高温度残余A才分解
（3）对回火过程中碳化物形成、聚集和长大的影响
强碳化物形成元素Ti，V，W，Mo在 500～600℃时弥散析出碳化物，有二次 硬化作用。
强碳化物形成元素阻碍碳化物的聚集长大
（4） 合金元素对α相的回复和再结晶的影响
3.合金元素与Fe的相互作用
对Fe基二元相图的影响 通过改变Fe的同素异构转变点A3，A4来改变Fe基元素相图 类型
（1）扩大奥氏体(γ)区又称A形成元素
形成有限固溶体：C，N， Cu， Zn， Au
形成无限固溶体：Ni， Mn， Co （2）缩小奥氏体（γ）区元素又称F形成元素
形成有限固溶体：Mo，W，Ti，Nb，Al，Si，B等 形成无限固溶体：Cr，V
（2）对珠光体转变的影响
①对P转变速度的影响 除Co以外，均使P转变曲线右移，即推迟P转变
②对珠光体转变温度区的影响 1）凡是扩大γ相区的元素降低A1，使P转变温区向较 低温度 2）凡是缩小γ相区的元素，提高A1使P转变温度升高
③对珠光体转变产物的碳化物类型的影响 1）碳钢的珠光体转变产物的碳化物为Fe3C 2）非碳化物形成元素对钢的碳化物类型无影响 3）对珠光体转变产物（碳化物类型）的影响 强碳化物形成元素，将形成MC 中强碳化物形成元素 高温区形成M23C6或M3C 低温区，主要为Fe3C
《金属材料学》 复习总结
复习总结
本课程共三部分 第一部分：第1章 钢的合金化概论
（合金元素的作用） 第二部分：第2～第8章
具体钢铁材料分析讨论 第三部分：第9～第11章
Al、Cu、Ti有色金属
第一部分
序论：略 第1章：钢的合金化概论 一、合金元素 1.合金元素：是指特别添加到钢中为了保证获得所要求的
（3）对贝氏体转变影响
（4）对马氏体转变影响
3.合金元素对淬火钢回火转变的影响
（1）对马氏体的分解的影响 1） 合金元素对低温M分解影响不大。 2）中温和高温下回火的M分解影响分为三个方面 ①碳化物形成元素Cr，Mo，W，V，Nb等将强烈推 迟M的分解； ②非碳化物形成元素Ni，Co，Cu等影响较小； ③Si虽为非碳化物形成元素，但能有效推迟M的分解。 原因是Si能抑制ε碳化物长大，延迟ε碳化物向Fe3C转 变。
提高M淬透性的五大合金元素 Mn、Mo、Cr对增加淬透性的作用最强，Si与Ni次之
非碳化物形成元素
Ni，Cu，Si，Al，Co，P，S等
（2）形成的碳化物及稳定性
稳定性排序：
M3C，M7C3，M23C6，M6C，M2C，MC （弱 － 强）
三、钢的强化方法或机制
提高钢的强度，只要设法阻碍位错运动即可 强化方法
固溶强化 细晶强化 弥散强化 位错强化
四、合金元素对钢相变的影响
合金元素一般均延缓α相的回复和再结晶， 碳化物形成元素更为显著。
五、合金元素对钢热处理工艺性能的影响
1.对贝氏体淬透性的影响 为获得贝氏体，希望加入合金元素后，P转变区显著右移，
但对贝氏体转变区影响不大。 （1）Mo >0.3%即可 （2）微量的B能够强烈阻止多边形铁素体析出，而对贝氏
体转变影响不大的元素。 （3）低碳
形成无限固溶பைடு நூலகம்的条件
点阵类型 原子尺寸 电子层结构（电化学因素）
（2）对Fe－Fe3C相图的影响
所有合金元素均使S点左移 对临界温度影响：
扩大A相区元素降低临界点A1，A3； 缩小A相区的元素升高临界点A1，A3。
4.合金元素与C的相互作用
（1）按亲和力分两类
碳化物形成元素
Ti，Zr，Nb，V（强） W，Mo，Cr（中强） Mn，Fe（弱）
组织结构、物理、化学和机械性能的化学元素。（主 动加入） 2.杂质：由冶炼时原材料以及冶炼方法、工艺操作而带入 的化学元素。（并不都是有害） 3. 合金钢：在化学成分上有目的的加入合金元素，用以 保证一定的生产和加工工艺以及力学性能要求的铁基 合金
二、钢中的合金元素的作用
1. 钢中的合金元素的分类
（3） 按对奥氏体层错能的影响分类
提高奥氏体层错能元素 Ni，Cu等
降低奥氏体层错能元素 Mn，Cr等
2、钢中合金元素分布（存在形式）
（1）合金元素在钢中分布或存在形式有4种
形成非金属相（非金属夹杂） 溶入固溶体 形成强化相（化合物相） 游离态存在或自由存在 （2）合金元素在晶界偏聚（或晶界内吸附） 什么叫晶界偏聚？产生的原因？晶界偏聚特点 如何用晶界偏聚理论解释钢的第二类回火脆性？
1、合金元素对钢加热转变的影响（A化的影响） （1）合金元素对钢A化的影响 钢加热转变包括A形成，碳化物溶解及A晶粒长大过程。
总的来讲，合金元素的加入，使合金钢的A化温度和 时间比碳钢温度高，时间比碳钢长。这是因为合金钢 加热时，合金元素本身扩散慢，另外钢中还有一部分 合金碳化物要溶解，温度高于Fe3C。此外，钢中若 含有碳化物形成元素时，碳化物形成元素还降低碳在 A中的扩散速度。这些因素都降低A化速度。 （2）合金元素对A晶粒长大的影响
2.合金元素对过冷A分解的影响
（1）对过冷A稳定性的影响（对等温分解C曲线 影响）
①非碳化物形成元素Ni，Si，Cu等加入钢中，仍 保持碳钢C曲线形状，但使C曲线右移；
②碳化物形成元素Cr，Mo，W，V不仅改 变C曲线的位置，使之右移，而且改变其 形状，出现两个鼻温，使珠光体和贝氏体 转变区分开；
从含碳量角度，合金钢中较低（低碳），过冷奥氏体 最大转变速度在贝氏体区，容易得到贝氏体，例如 0.15%C-0.5%Mo-B(0.004～0.001％)。 （4）中碳 低碳钢适当提高C含量，再加进适量的Mn或Cr，还可 以得到中碳贝氏体钢，这对于发展贝氏体型大截面用钢， 有着较大的实际意义。
2.对马氏体淬透性的影响
（1） 按与Fe相互作用分类
奥氏体形成元素 C, N, Cu, Mn, Ni, Co
铁素体形成元素 Ti, Nb,V, W, Mo, Cr, Si, Al
（2） 按与C相互作用（亲和力大小）分类
非碳化物形成元素 Ni，Cu，Si，Al，P等
碳化物形成元素
Ti，Zr，Nb，V，W，Mo，Cr，Mn，Fe
（2）对残余奥氏体分解的影响
合金元素一般都能提高残余A的稳定性，即 加热到更高温度残余A才分解
（3）对回火过程中碳化物形成、聚集和长大的影响
强碳化物形成元素Ti，V，W，Mo在 500～600℃时弥散析出碳化物，有二次 硬化作用。
强碳化物形成元素阻碍碳化物的聚集长大
（4） 合金元素对α相的回复和再结晶的影响
3.合金元素与Fe的相互作用
对Fe基二元相图的影响 通过改变Fe的同素异构转变点A3，A4来改变Fe基元素相图 类型
（1）扩大奥氏体(γ)区又称A形成元素
形成有限固溶体：C，N， Cu， Zn， Au
形成无限固溶体：Ni， Mn， Co （2）缩小奥氏体（γ）区元素又称F形成元素
形成有限固溶体：Mo，W，Ti，Nb，Al，Si，B等 形成无限固溶体：Cr，V