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合金钢中合金元素的作用
时间:2021-05-31 16:35 点击次数:
    合金钢中合金元素的作用
  

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合金钢中合金元素的作用

 

  

    合金钢中合金元素的作用

  

    dc53的淬火温度,钢在加热和冷却过程中相变的影响钢在加热过程中的主要固相转变是由错误的奥氏体相转变为奥氏体相,即奥氏体化过程。整个过程与碳的分散有关。合金元素中,镍、钴等非碳化物元素降低了奥氏体中碳的活化能和加入奥氏体成分的速度;而钒、钛、钨等强碳化物元素强烈阻止碳在钢中的分散,明显减缓奥氏体化过程。钢在冷却过程中的转变是指过冷奥氏体的分化,包括珠光体转变(共析体分化)、贝氏体转变和马氏体转变。由于钢中几种合金元素的相互作用,在冷却过程中对钢的相变的影响要复杂得多。以合金元素对过冷奥氏体等温转变曲线的影响为例,除钴和铝外,大多数合金元素都有减缓奥氏体等温分化的作用,但各种元素的作用不同。非碳化物(如硅、磷、镍、铜)和少数碳化物元素(如钒、钛、钼、钨)在从奥氏体向珠光体和贝氏体转变上差别不大,因此转变曲线向右移动。

  

    如果碳化物元素(如钒、钛、铬、钼、钨)含量较大,从奥氏体向珠光体转变会明显延迟,但从奥氏体向贝氏体转变不明显,因此这两种转变的等温变化曲线与“鼻”分离,形成两个C形。当这些元素加入到一定程度时,过冷奥氏体的亚稳区会出现在这两个变质区的中心。合金元素对马氏体变质温度Ms(初始变质温度)和Mn(最终变质温度)的影响也很明显。多数元素使Ms、Mn点降低,其中碳的影响最大,其次是锰、钒、铬等。钴和铝使Ms和Mn点增加。

  

    对钢的晶粒度和淬透性的影响影响奥氏体晶粒度的因素很多。钢的脱氧和合金化与“奥氏体固有晶粒度”有关。一般来说,镍、硅、铜、钴等一些不构成碳化物的元素对阻碍奥氏体晶粒长大的作用较弱,而锰、磷则倾向于促进晶粒长大。碳化物组成元素,如钨、钼、铬等。对阻碍奥氏体晶粒生长有适度的作用。强碳化物元素,如钒、钛、铌、锆等。,强烈阻碍奥氏体晶粒生长并在晶粒细化中起作用。虽然铝是一种不构成碳化物的元素,但它是最常用的细化晶粒和控制晶粒开始时的粗化温度的元素。

  

    钢的淬透性(见淬火)凹凸主要取决于化学成分和晶粒尺寸。除钴、铝外,大部分合金元素在固溶后能不同程度地抑制过冷奥氏体向珠光体、贝氏体的转变,马氏体的加入能提高钢的淬透性。一些碳化物元素,如钒、钛、锆、钨等。,如果它们形成碳化物并将碳固定在钢中,它们会降低淬透性,而容易使晶粒变粗的元素,如锰,可以提高淬透性;细化晶粒的元素,如铝,会降低淬透性。硼是一种明显影响淬透性的元素。合金钢即使只含1/10万硼,也能明显提高钢的淬透性。但是,硼的这种作用只对中低碳钢有用,对高碳钢完全无效。

  

    对钢的机械功能和回火功能的影响钢的功能取决于铁固溶体和碳化物各自的功能及其相对分散性。合金元素对钢的机械性能的影响也与此有关。溶解在铁素体中的合金元素起到固溶强化作用,提高了强度和硬度,但相对降低了电阻和塑性。同时,磷和硅的固溶强化作用最明显,硅对耐受性的影响也最严重。少量的锰、铬或镍肯定会提高对铁氧体的电阻。

  

    调质钢的抗脆性变化温度是评价机械性能的主要目标。(1)改变温度的元素有硼、磷、碳、硅、铜、钼、铬;②降低和改变温度的元素是镍和锰;③Ti、V是少数次进步,大量减少以改变温度的元素;(4)Al是少数情况下降低,大量改变温度的元素。

  

    合金钢的回火稳定性比碳钢好,因为合金元素阻止了回火时原子在钢中的弥散,所以在相同温度下,可以延缓马氏体的分化,抵抗回火软化。钒、钨、钛、铬、钼、钴、硅对合金dc53材质特性钢回火稳定性的影响明显;铝、锰、镍等元素影响不明显。由此可见,碳化物对回火软化的延缓作用尤为明显。虽然钴和硅是不构成碳化物的元素,但它们对渗碳体核的形成和生长有强烈的延迟作用,因此对回火和软化有延迟作用。各种合金元素对回火脆性的影响是不同的。定性来说,锰、铬、氮、磷、钒、铜、镍都有促进回火脆性的倾向。钼有特殊作用。添加到现有合金钢(如锰、铬等)中,可明显降低回火脆性倾向。)如果单独参与一般碳钢,会成为促进回火脆性倾向的元素。钨的作用与钼相似,但对回火脆性的影响尚未确定模具钢。

  

    对钢的可焊性和可加工性的影响可焊性和可加工性是衡量钢的工艺性能的主要方面。所有能提高淬透性的合金元素都不利于钢的焊接性。焊缝热影响区在熔合线附近冷却时,容易形成马氏体等硬脆排列,导致开裂的风险。另一方面,热影响区中熔合线附近的晶粒由于高热而简单地粗化,因此合金钢富含可细化晶粒的元素(例如钛和钒)是有利的。硅含量高,焊接时会产生严重的飞溅。硫含量高只是造成热裂,二氧化硫气体会一起逸出,在焊接金属中形成气孔和气孔。高磷含量只是造成冷裂。

  

    钢的可加工性可以通过添加适当的元素如硫和铅来改善(参见易切削钢)。合金钢中的合金元素一般会增加钢的硬度,从而增加切削阻力,增加刀具磨损。钢的可加工性可以通过改变钢的基体排列以及掺杂剂的种类、数量和形状来影响。铬是不锈钢、耐酸钢和耐热钢的主要合金元素。如果合金钢中的铬含量达到12%左右,就会在钢的外表面形成致密的氧化铬,使钢在氧化介质中的耐蚀性发生突变,大大提高。铬、铝、硅等元素可以提高钢的抗氧化性和耐高温气体腐蚀性,但过量的铝和硅会使钢的热塑性变差。镍主要用于形成和稳定奥氏体排列,使钢具有突出的机械功能、耐腐蚀功能和工艺功能。钼能快速钝化不锈钢和耐酸钢,提高对富含氯离子和其他非氧化介质溶液的耐腐蚀性。钛和铌一般用来固定合金钢中的碳,使其形成稳定的碳化物,从而减少碳对合金钢耐蚀性的有害影响。当铜和磷一起使用时,可以增强钢的耐大气腐蚀能力。

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