第5章钢的合金化基础讲解.ppt

（3）碳化物的特性 5.2 合金元素对钢热处理的影响 5.2.1 合金元素对钢加热时奥氏体形成过程的影响 ⑵合金元素对奥氏体晶粒大小的影响 5.2.2 合金元素对过冷奥氏体分解转变的影响 ⑴合金元素对C曲线的影响 合金元素对VK影响的示意图 合金元素对C 曲线影响示意图 （2）合金元素对马氏体转变的影响 5.2.3 合金元素对淬火钢回火的影响 （2）细晶强化 铁素体的屈服强度随晶粒度的减小按Hall-Petch公式而增加，即 σs = σ0 + kd-0.5 其中： d为晶粒直径； σ0为位错移动的摩擦阻力； k为常数。 实际晶粒越细，屈服强度越高，所以在加工钢铁材料时非常重视最终的铁素体晶粒尺寸。 0.11%C的软钢的屈服强度与晶粒度不同温度下的关系如图所示： 当软钢的晶粒d=0.25 mm(粗晶粒)时，屈服强度约为100 Mpa；当软钢的晶粒d=0.0025 mm (细晶粒)时，屈服强度高达500 MPa以上。 * 第2篇 金属材料 第5章 钢的合金化基础 合金元素——是指特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构、物理、化学和机械性能的化学元素。 合金钢——是指为了改善钢的某些性能而添加入合金元素的钢。 钢中常用的合金元素 ⅠA ? 　 　 　 ? 0 H ⅡA　 ⅢA　 ⅣA　 ⅤA　 ⅥA? ⅦA　 He Li Be B C N O F Ne Na Mg ⅢB　 ⅣB　 ⅤB　 ⅥB　 ⅦB　 ⅧB ⅠB　 ⅡB　 Al Si P S Cl Ar K Ca Se Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Pb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Ti Pd Bi Po At Rn 5.1 合金元素与铁和碳的相互作用 5.1.1 合金元素及其在钢中的分布 合金元素在钢中的存在形式取决于： 1、合金元素本身的性质； 2、合金元素的含量以及碳的含量； 3、热处理条件（加热温度、冷却条件）。 合金元素在钢中的存在形式： 1、合金固溶体，如?-Fe (Me) 2、合金渗碳体，(Fe, Me)3C 3、合金碳化物，NbC、VC、TiC、WC 4、非金属夹杂，MnS，MnO，SiO2，Al2O3 5、以游离状态存在，如Cu，Pb 5.1.2 合金元素与铁的相互作用 合金元素可以改变铁的同素异晶转变温度A3和A4，从而改变Fe－Me二元相图的类型。合金元素对铁的二元相图的影响，主要可以区分为扩大和缩小γ相区两类，这两类又可以进一步划分为两个次类。 1.γ相稳定化元素 使A3降低，A4升高，在较宽的温度范围内，促使奥氏体形成，即扩大了γ相区。根据程度的不同，可以分为： （1）开启γ相区 α相及δ相分别处于被封闭的区域内。当合金元素超过某一限量后，可以在室温得到稳定的γ相。Ni和Mn可使铁的转变抑制到较低的温度，故由γ区淬火到室温较易获得亚稳的奥氏体组织。Ni和Mn是不锈钢中常用作获得奥氏体的元素。 扩大γ相区并与γ-Fe无限互溶的Fe-Me相图 （2）扩展γ相区 虽然γ相区随着合金元素的加入而被扩大了，但是由于受到合金元素固溶度的影响而不能完全开启。C和N是这种类型的最重要的元素；Cu、Zn和Au具有相同的影响。 扩大γ相区并与γ-Fe有限互溶的Fe-Me相图 2．α相稳定化元素 使A4温度下降，A3温度升高，在较宽的成分范围内，促使铁素体形成，即缩小γ相区。根据程度的不同，可以分为： （1）封闭γ相区 许多元素限制γ－Fe的形成，使相图中γ区缩小到一个很小的面积，形成γ相圈，如右图所示。从图中可以看出α相和δ相连成一片。Si、Al和强碳化物形成元素Ti、V、Mo、W、Cr均属于这类元素。 封闭γ相区并与?-Fe无限互溶的 Fe-Me相图 （2）缩小γ相区。