① 合金元素对回火转变有何影响
对回火转变的影响,合金元素对回火转变有哪些影响
1、合金元素对奥氏体化的影响奥氏体晶粒在铁素体与碳化物边界处生核并长大;剩余碳化物的溶解;奥氏体成分的均匀化,在高温停留时奥氏体晶粒的长大粗化等过程。在钢中加入合金元素对后三个过程有较大的影响。
(1)含有碳化物形成元素的合金钢,其组织中的碳化物,是比渗碳体更稳定的合金渗碳体或特殊碳化物,因此,在奥氏体化加热时碳化物较难溶解,即需要较高的温度和较长的时间。一般来说,合金元素形成碳化物的倾向愈强,其碳化物也愈难溶解。
(2)合金元素在奥氏体中的均匀化,也需要较长时间,因为合金元素的扩散速度,均远低于碳的扩散速度。
(3)某些合金元素强烈地阻碍着奥氏体晶粒的粗化过程,这主要与合金碳化物很难溶解有关,未溶解的碳化物阻碍了奥氏体晶界的迁移,因此,含有较强的碳化物形成元素(如钼、钨,钒,铌、钛等)的钢,在奥氏体化加热时,易于获得细晶粒的组织。
各合金元素对奥氏体晶粒粗化过程的影响,一般可归纳如下:
1)强烈阻止晶粒粗化的元素:钛、铌、钒、铝等,其中以钛的作用最强。
2)钨、钼、铬等中强碳化物形成元素,也显著地阻碍奥氏体晶粒粗化过程。
3)一般认为硅和镍也能阻碍奥氏体晶粒的粗化,但作用不明显。
4)锰和磷是促使奥氏体晶粒粗化的元素。
2、合金元素对奥氏体分解转变的影响多数合金元素使奥氏体分解转变的速度减慢,即C曲线向右移,也就是提高了钢的淬透性。合金元素对马氏体转变的影响增加冷却时间,降低冷却速度。
另外,合金元素对马氏体开始转变温度(Ms点)也有明显的影响。多数合金元素均使马氏体开始转变温度(Ms点)降低,其中锰、铬、镍的作用最为强烈,只有铝、钴是提高Ms点。
3、合金元素对回火转变的影响合金元素对淬火钢回火转变的影响主要有下列三个方面。
(1)提高钢的回火稳定性
这主要表现为合金元素在回火过程中推迟了马氏体的分解和残余奥氏体的转变,提高了铁素体的再结晶温度,使碳化物难以聚集长大而保持较大的弥散度,从而提高了钢对回火软化的抗力,即提高了钢的回火稳定性。
(2)产生二次硬化一些合金元素加入钢中,在回火时,钢的硬度并不是随回火温度的升高一直降低的,而是在达到某一温度后,硬度开始增加,并随着回火温度的进一步提高,硬度也进一步增大,直至达到峰值。这种现象称为回火过程的二次硬化。图回火二次硬化现象与合金钢回火时析出物的性质有关。当回火温度低于约450℃时,钢中析出渗碳体,在450℃以上渗碳体溶解,钢中开始沉淀析出弥散稳定的难熔碳化物Mo2C、VC等,使钢的硬度开始升高,而在550~600℃左右沉淀析出过程完成,钢的硬度达到峰值。
(3)增大回火脆性
钢在回火过程中出现的第乙类回火脆性(250~400C回火)t即回火马氏体脆性和第二类回火脆性(450~600~C回火),即高温回火脆性均与钢中存在的合金元素有关。
② 合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是什么
1.
合金元素对加热时相转变的影响
合金元素影响加热时奥氏体形成的速度和奥氏体晶粒的大小。
(1)对奥氏体形成速度的影响:
Cr、Mo、W、V等强碳化物形成元素与碳的亲合力大,
形成难溶于奥氏体的合金碳化物,
显著减慢奥氏体形成速度;Co、Ni等部分非碳化物形成元素,
因增大碳的扩散速度,
使奥氏体的形成速度加快;Al、Si、Mn等合金元素对奥氏体形成速度影响不大。
(2)对奥氏体晶粒大小的影响:大多数合金元素都有阻止奥氏体晶粒长大的作用,
但影响程度不同。强烈阻碍晶粒长大的元素有:V、Ti、Nb、Zr等;中等阻碍晶粒长大的元素有:W、Mn、Cr等;对晶粒长大影响不大的元素有:Si、Ni、Cu等;促进晶粒长大的元素:Mn、P等。
2.
合金元素对过冷奥氏体分解转变的影响
除Co外,
几乎所有合金元素都增大过冷奥氏体的稳定性,
推迟珠光体类型组织的转变,
使C曲线右移,
即提高钢的淬透性。常用提高淬透性的元素有:Mo、Mn、Cr、Ni、Si、B等。必须指出,
加入的合金元素,
只有完全溶于奥氏体时,
才能提高淬透性。如果未完全溶解,
则碳化物会成为珠光体的核心,
反而降低钢的淬透性。另外,
两种或多种合金元素的同时加入(如,
铬锰钢、铬镍钢等),
比单个元素对淬透性的影响要强得多。
除Co、Al外,
多数合金元素都使Ms和Mf点下降。其作用大小的次序是:Mn、Cr、Ni、Mo、W、Si。其中Mn的作用最强,
Si实际上无影响。Ms和Mf点的下降,
使淬火后钢中残余奥氏体量增多。残余奥氏体量过多时,可进行冷处理(冷至Mf点以下),
以使其转变为马氏体;
或进行多次回火,
这时残余奥氏体因析出合金碳化物会使Ms、Mf点上升,
并在冷却过程中转变为马氏体或贝氏体(即发生所谓二次淬火)。
3.
合金元素对回火转变的影响
(1)提高回火稳定性
合金元素在回火过程中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),
提高铁素体的再结晶温度,
使碳化物难以聚集长大,因此提高了钢对回火软化的抗力,
即提高了钢的回火稳定性。提高回火稳定性作用较强的合金元素有:V、Si、Mo、W、Ni、Co等。
③ 什么合金钢耐磨又有韧性
碳化物形成元素(如钒、钛、铬、钼、钨)如果含量较多,将使奥氏体向珠光体的转变显著推迟,但对奥氏体向贝氏体的转变的推迟并不显著,因而使这两种转变的等温转变曲线从“鼻子”处分离,而形成两个 C形。当这类元素增加到一定程度时,在这两个转变区域的中间还将出现过冷奥氏体的亚稳定区。合金元素对马氏体转变温度Ms (起始转变温度)和Mn (终了转变温度)的影响也很显著,大部分元素均使Ms和Mn点降低,其中以碳的影响最大,其次为锰、钒、铬等;但钴和铝则使Ms和Mn点升高。
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。钢的脱氧和合金化情况均与“奥氏体本质晶粒度”有关。一般来说,一些不形成碳化物的元素,如镍、硅、铜、钴等,阻止奥氏体晶粒长大的作用较弱,而锰、磷则有促进晶粒长大的倾向。碳化物形成元素如钨、钼、铬等,对阻止奥氏体晶粒长大起中等作用。强碳化物形成元素如钒、钛、铌、锆等,强烈地阻止奥氏体晶粒长大,起细化晶粒作用。铝虽然属于不形成碳化物元素,但却是细化晶粒和控制晶粒开始粗化温度的最常用的元素。
钢的淬透性(见淬火)高低主要取决于化学成分和晶粒度。除钴和铝等元素外,大部分合金元素溶入固溶体后都不同程度地抑制过冷奥氏体向珠光体和贝氏体的相变,增加获得马氏体组织的数量,即提高钢的淬透性。一些碳化物形成元素,如钒、钛、锆、钨等,如果形成碳化物而固定了钢中的碳,反而会降低淬透性,易使晶粒粗化的元素如锰,能提高淬透性;使晶粒细化的元素如铝,则降低淬透性。硼是显著影响淬透性的元素,合金钢中即使只含十万分之一的硼,也能显著提高钢的淬透性。但硼的这种影响仅对低、中碳钢有效,对高碳钢完全无效。
对钢的力学性能和回火性能的影响 钢的性能取决于铁的固溶体和碳化物各自性能以及它们相对分布的状态。合金元素对钢的力学性能的影响也与此有关。固溶于铁素体中的合金元素,起固溶强化作用,使强度和硬度提高,但同时使韧性和塑性相对地降低。其中以磷和硅的固溶强化作用最显著,而硅对韧性的影响也最严重。少量的锰、铬或镍,反而对铁素体的韧性有一定提高。
调质钢的韧性-脆性转变温度是评价力学性能的一项重要指标。①提高转变温度的元素有 B、P、C、Si、Cu、Mo、Cr;②降低转变温度的元素有Ni、Mn;③少量时提高、多量时降低转变温度的元素有Ti、V;④少量时降低、多量时提高转变温度的元素有Al。
合金钢的回火稳定性比碳素钢好,这是由于合金元素在回火时阻碍了钢中原子的扩散,因而在同样温度下,起到延迟马氏体分解和抗回火软化的作用。对合金钢的回火稳定性影响比较显著的为:钒、钨、钛、铬、钼、钴、硅等元素;影响不明显的为:铝、锰、镍等元素。可以看到,碳化物形成元素,对回火软化的延迟作用特别显著。钴和硅虽属不形成碳化物元素,但它们对渗碳体晶核的形成和长大,有强烈的延迟作用,因此,也有延迟回火软化的作用。各种合金元素对回火脆性影响的程度是不同的。定性地说,锰、铬、氮、磷、钒、铜、镍等均有促进回火脆性的倾向。钼的作用较特殊,它加入已有回火脆性的合金钢(例如含锰、铬等)中,能显著地降低回火脆性倾向;若单独加入普通碳素钢中,则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十分确定。
对钢的焊接性和被切削性的影响 焊接性和被切削性是衡量钢的工艺性能好坏的主要方面。凡能提高淬透性的合金元素均对钢的焊接性不利。因为在焊缝热影响区靠近熔合线一侧冷却时易形成马氏体等硬脆组织,有导致开裂的危险。另一方面,热影响区靠近熔合线处的晶粒因受高热容易粗化,因此,合金钢中含有可使晶粒细化的元素如钛、钒等是有益的。硅含量高,焊接时会发生严重喷溅。硫含量高容易产生热裂,同时会逸出二氧化硫气体,在焊接金属内形成气孔和疏松。磷含量高容易导致冷裂。
钢中加入适量的硫、铅等元素可改善钢的被切削性(见易切削钢)。合金钢中的合金元素一般会使钢的硬度增加,因而增高切削抗力,加剧刀具磨损。通过改变钢的基体组织、夹杂物的种类、数量和形状可以影响钢的被切削性。对钢的耐蚀性能的影响 铬是不锈耐酸钢和耐热钢的主要合金元素。合金钢中含铬量若达到12%左右,在钢的表面便形成致密的铬的氧化物,使钢在氧化性介质中的耐蚀性发生突变而大大提高。铬、铝、硅等元素,能提高钢的抗氧化性和抗高温气体的腐蚀性能,但过量的铝和硅则会使钢的热塑性变坏。镍主要用来形成和稳定奥氏体组织,使钢获得良好的力学性能、耐蚀性能和工艺性能。钼能使不锈耐酸钢很快钝化,提高对含有氯离子的溶液及其他非氧化性介质的耐蚀能力。钛、铌通常用来固定合金钢中的碳,使它生成稳定的碳化物,以减轻碳对合金钢耐蚀性能的有害作用。铜和磷配合使用时,可提高钢的耐大气腐蚀性能。
④ 合金钢板的钢的合金化
在钢中加入合金元素后,钢的基本组元铁和碳与加入的合金元素会发生交互作用。钢的合金化目的是希望利用合金元素与铁、碳的相互作用和对铁碳相图及对钢的热处理的影响来改善钢的组织和性能。 合金元素加入钢中后,主要以三种形式存在钢中。即:与铁形成固溶体;与碳形成碳化物;在高合金钢中还可能形成金属间化合物。
1. 溶于铁中
几乎所有的合金元素(除Pb外)都可溶入铁中, 形成合金铁素体或合金奥氏体, 按其对α-Fe或γ-Fe的作用, 可将合金元素分为扩大奥氏体相区和缩小奥氏体相区两大类。
扩大γ相区的元素—亦称奥氏体稳定化元素, 主要是Mn、Ni、Co、C、N、Cu等, 它们使A3点(γ-Fe α-Fe的转变点)下降, A4点( γ-Fe的转变点)上升, 从而扩大γ-相的存在范围。其中Ni、Mn等加入到一定量后, 可使γ相区扩大到室温以下, 使α相区消失, 称为完全扩大γ相区元素。另外一些元素(如C、N、Cu等), 虽然扩大γ相区, 但不能扩大到室温, 故称之为部分扩大γ相区的元素。
缩小γ相区元素——亦称铁素体稳定化元素, 主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr等。它们使A3点上升, A4点下降(铬除外, 铬含量小于7%时, A3点下降; 大于7%后,A3点迅速上升), 从而缩小γ相区存在的范围, 使铁素体稳定区域扩大。按其作用不同可分为完全封闭γ相区的元素(如Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si等)和部分缩小γ相区的元素(如B、Nb、Zr等)。
2. 形成碳化物
合金元素按其与钢中碳的亲和力的大小, 可分为碳化物形成元素和非碳化物形成元素两大类。
常见非碳化物形成元素有:Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。它们基本上都溶于铁素体和奥氏体中。常见碳化物形成元素有:Mn、Cr、W、V、Nb、Zr、Ti等(按形成的碳化物的稳定性程度由弱到强的次序排列),它们在钢中一部分固溶于基体相中,一部分形成合金渗碳体, 含量高时可形成新的合金碳化合物。 1. 对奥氏体和铁素体存在范围的影响
扩大或缩小γ相区的元素均同样扩大或缩小Fe-Fe3C相图中的γ相区, 且同样Ni或Mn的含量较多时, 可使钢在室温下得到单相奥氏体组织 (如1Cr18Ni9奥氏体不锈钢和ZGMn13高锰钢等), 而Cr、Ti、Si等超过一定含量时, 可使钢在室温获得单相铁素体组织 (如1Cr17Ti高铬铁素体不锈钢等)。
2. 对Fe-Fe3C相图临界点(S和E点)的影响
扩大γ相区的元素使Fe-Fe3C相图中的共析转变温度下降, 缩小γ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。几乎所有的合金元素都使共析点(S)和共晶点(E)的碳含量降低,即S点和E点左移, 强碳化物形成元素的作用尤为强烈。 合金元素的加入会影响钢在热处理过程中的组织转变。
1. 合金元素对加热时相转变的影响
合金元素影响加热时奥氏体形成的速度和奥氏体晶粒的大小。
(1)对奥氏体形成速度的影响: Cr、Mo、W、V等强碳化物形成元素与碳的亲合力大, 形成难溶于奥氏体的合金碳化物, 显著减慢奥氏体形成速度;Co、Ni等部分非碳化物形成元素, 因增大碳的扩散速度, 使奥氏体的形成速度加快;Al、Si、Mn等合金元素对奥氏体形成速度影响不大。
(2)对奥氏体晶粒大小的影响:大多数合金元素都有阻止奥氏体晶粒长大的作用, 但影响程度不同。强烈阻碍晶粒长大的元素有:V、Ti、Nb、Zr等;中等阻碍晶粒长大的元素有:W、Mn、Cr等;对晶粒长大影响不大的元素有:Si、Ni、Cu等;促进晶粒长大的元素:Mn、P等。
2. 合金元素对过冷奥氏体分解转变的影响除Co外, 几乎所有合金元素都增大过冷奥氏体的稳定性, 推迟珠光体类型组织的转变, 使C曲线右移, 即提高钢的淬透性。常用提高淬透性的元素有:Mo、Mn、Cr、Ni、Si、B等。必须指出, 加入的合金元素, 只有完全溶于奥氏体时, 才能提高淬透性。如果未完全溶解, 则碳化物会成为珠光体的核心, 反而降低钢的淬透性。另外, 两种或多种合金元素的同时加入(如, 铬锰钢、铬镍钢等), 比单个元素对淬透性的影响要强得多。
除Co、Al外, 多数合金元素都使Ms和Mf点下降。其作用大小的次序是:Mn、Cr、Ni、Mo、W、Si。其中Mn的作用最强, Si实际上无影响。Ms和Mf点的下降, 使淬火后钢中残余奥氏体量增多。残余奥氏体量过多时,可进行冷处理(冷至Mf点以下), 以使其转变为马氏体; 或进行多次回火, 这时残余奥氏体因析出合金碳化物会使Ms、Mf点上升, 并在冷却过程中转变为马氏体或贝氏体(即发生所谓二次淬火)。
3. 合金元素对回火转变的影响
(1)提高回火稳定性 合金元素在回火过程中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), 提高铁素体的再结晶温度, 使碳化物难以聚集长大,因此提高了钢对回火软化的抗力, 即提高了钢的回火稳定性。提高回火稳定性作用较强的合金元素有:V、Si、Mo、W、Ni、Co等。
(2)产生二次硬化 一些Mo、W、V含量较高的高合金钢回火时, 硬度不是随回火温度升高而单调降低, 而是到某一温度(约400℃)后反而开始增大, 并在另一更高温度(一般为550℃左右)达到峰值。这是回火过程的二次硬化现象, 它与回火析出物的性质有关。当回火温度低于450℃时, 钢中析出渗碳体; 在450℃以上渗碳体溶解, 钢中开始沉淀出弥散稳定的难熔碳化物Mo2C、W2C、VC等, 使硬度重新升高, 称为沉淀硬化。回火时冷却过程中残余奥氏体转变为马氏体的二次淬火所也可导致二次硬化。
试一试:碳质量分数为0.35%的钼钢的回火温度与硬度的关系
产生二次硬化效应的合金元素
产生二次硬化的原因 合 金 元 素
残余奥氏体的转变 沉淀硬化 Mn、Mo、W、Cr、Ni、Co①、V V、Mo、W、Cr、Ni①、Co①
①仅在高含量并有其他合金元素存在时, 由于能生成弥散分布的金属间化合物才有效。
(3)增大回火脆性 和碳钢一样, 合金钢也产生回火脆性, 而且更明显。这是合金元素的不利影响。在450℃-600℃间发生的第二类回火脆性(高温回火脆性) 主要与某些杂质元素以及合金元素本身在原奥氏体晶界上的严重偏聚有关, 多发生在含Mn、Cr、Ni等元素的合金钢中。 这是一种可逆回火脆性, 回火后快冷(通常用油冷)可防止其发生。钢中加入适当Mo或W(0.5%Mo, 1%W)也可基本上消除这类脆性。 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固溶强化、位错强化、细晶强化、第二相(沉淀和弥散)强化。合金元素的强化作用, 正是利用了这些强化机制。
1. 对退火状态下钢的机械性能的影响
结构钢在退火状态下的基本相是铁素体和碳化物。合金元素溶于铁素体中, 形成合金铁素体, 依靠固溶强化作用, 提高强度和硬度, 但同时降低塑性和韧性。
2.对退火状态下钢的机械性能的影响
由于合金元素的加入降低了共析点的碳含量、使C曲线右移, 从而使组织中的珠光体的比例增大, 使珠光体层片距离减小, 这也使钢的强度增加, 塑性下降。但是在退火状态下, 合金钢没有很大的优越性。
由于过冷奥氏体稳定性增大, 合金钢在正火状态下可得到层片距离更小的珠光体, 或贝氏体甚至马氏体组织, 从而强度大为增加。Mn、Cr、Cu的强化作用较大, 而Si、Al、V、Mo等在一般含量(例如一般结构钢的实际含量)下影响很小。
3. 对淬火、回火状态下钢的机械性能的影响
合金元素对淬火、回火状态下钢的强化作用最显著, 因为它充分利用了全部的四种强化机制。淬火时形成马氏体, 回火时析出碳化物, 造成强烈的第二相强化,同时使韧性大大改善, 故获得马氏体并对其回火是钢的最经济和最有效的综合强化方法。
合金元素加入钢中, 首要的目的是提高钢的淬透性, 保证在淬火时容易获得马氏体。其次是提高钢的回火稳定性, 使马氏体的保持到较高温度,使淬火钢在回火时析出的碳化物更细小、均匀和稳定。这样, 在同样条件下, 合金钢比碳钢具有更高的强度。 1. 合金元素对钢铸造性能的影响
固、液相线的温度愈低和结晶温区愈窄, 其铸造性能愈好。合金元素对铸造性能的影响, 主要取决于它们对Fe-Fe3C相图的影响。另外, 许多元素, 如Cr、Mo、V、Ti、Al等在钢中形成高熔点碳化物或氧化物质点, 增大钢的粘度, 降低流动性, 使铸造性能恶化。
2.合金元素对钢塑性加工性能的影响
塑性加工分热加工和冷加工。合金元素溶入固溶体中, 或形成碳化物(如Cr、Mo、W等), 都使钢的热变形抗力提高和热塑性明显下降而容易锻裂。一般合金钢的热加工工艺性能比碳钢要差得多。
3. 合金元素对钢焊接性能的影响
合金元素都提高钢的淬透性, 促进脆性组织(马氏体)的形成, 使焊接性能变坏。但钢中含有少量Ti和V, 可改善钢的焊接性能。
4. 合金元素对钢切削性能的影响 切削性能与钢的硬度密切相关, 钢是适合于切削加工的硬度范围为170HB~230HB。一般合金钢的切削性能比碳钢差。但适当加入S、P、Pb等元素可以大大改善钢的切削性能。
5. 合金元素对钢热处理工艺性能的影响
热处理工艺性能反映钢热处理的难易程度和热处理产生缺陷的倾向。主要包括淬透性、过热敏感性、回火脆化倾向和氧化脱碳倾向等。合金钢的淬透性高, 淬火时可以采用比较缓慢的冷却方法,可减少工件的变形和开裂倾向。加入锰、硅会增大钢的过热敏感性。
⑤ 奥氏体不锈钢中有什么元素啊这些元素对奥氏体不锈钢有什么影响呢
在奥氏体不锈钢中,有碳、铬、锰、硅、硫、磷、钼、氮、钛、铌、镍、铜、硼、铈、镧等元素组成。每种元素对奥氏体不锈钢的影响如下
1.碳的影响:
碳在奥氏体不锈钢中是强烈形成并稳定奥氏体且扩大奥氏体区的元素,碳形成奥氏体的能力为镍的30倍。钢中随着含碳量增加,奥氏体不锈钢强度也随之提高。此外,还能提高奥氏体不锈钢在高浓氯化物(如42%MgCl2沸腾溶液)中的耐应力腐蚀性能。但是在奥氏体不锈钢中,碳通常被视为有害元素,因为在焊接或加热到450度到850度,碳可以和钢中的铬形成Cr23C6型碳化物。导致局部铬贫化,使钢的耐晶间腐蚀性能下降。20世纪60年代以来新发展的铬镍奥氏体不锈钢,为含碳量小于0.03%或0.02%的超低碳型不锈钢。因此,在冷、热加工及焊接与碳弧气刨时应防止不锈钢表面增碳,以免铬的碳化物析出。
2.铬的影响:
在奥氏体不锈钢中,铬是强烈形成并稳定铁素体的元素,可以缩小奥氏体区。在铬镍奥氏体不锈钢中,当碳含 量为0.1%,铬含量为18%时,为获得稳定单一奥氏体组织,所需镍的含最最低为8%,铬能增大碳的溶解度而降低铬的贫化度,因而提高铬含量对奥氏体不锈钢的耐晶间腐蚀是有益的。铬还能极有效地改善奥氏体不锈钢的耐点蚀及缝隙腐蚀性能。因此铬对奥氏体不锈钢性能影响最大的是耐蚀性。铬可提高钢的耐氧化性介质和酸性氯化物介质的性能,在镍、钼、铜的复合作用下,铬可提高钢耐一些还原性介质、如有机酸、碱介质的性能。
3.镍的影响:
奥氏体不锈钢中主要合金元素镍,其主梌用是形成并稳定奥氏体,获得完全奥氏体组织,使强有良好的强度、塑性和韧性并具有优良的冷、热加工性、可焊性及低温与无磁性,镍还可以显著降低奥氏体不锈钢的冷加工硬化倾向。由于镍能改善铬的氧化膜成份、结构和性能,从而提高奥氏体不锈钢耐氧化性介质的性能。但是降低了钢的抗高温硫化性能,这是由于钢中晶界处形成低熔点硫化镍所致。
4.钼的影响:
钼的作用主要是提高钢在还原性介质(比如H2So4、H2PO4以及一些有机酸和尿素环境)的耐蚀性,并提高钢的耐点蚀及缝隙腐蚀等性能。含钼不儿钢的热加工性比不含钼的差,钼含量越高,热加工越坏。另外含钼奥氏体不锈钢中容易形成X(σ)沉淀,这会恶化钢的塑性和韧性。钼的耐点蚀和耐缝隙腐蚀能力相当于铬的3倍左右。
5.氮的影响:
氮日益成为铬镍氮奥氏体不锈钢的重要合金元素,氮能提高钢的耐局部腐蚀(耐晶间腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀)性,氮形成奥氏体的能力与碳相当,约为镍的30倍。作为间隙元素的氮,其固溶强化作用很强,因为它的加入可以显著提搞奥氏体不锈钢的强度。每加入0.1%氮可使铬镍奥氏体不锈钢的室温强度提高60~100MPa。在酸介质中,氮可提高奥氏体不锈钢的耐一般腐蚀能力,适量的氮还可提高敏经态奥氏体不锈钢的耐晶间腐蚀能力。在氯化物环境中,氮提高奥氏体不锈钢耐点蚀和缝隙腐蚀性能十分显著。
6.铜的影响:
铜能显著降低铬镍奥氏体不锈钢的冷作硬化倾向,提高冷国工成型性能。奥氏体不锈钢中的铜含量为1%~4%时,铜对钢的组织没有影响,对钢的冷成型性有良好的作用,因此含铜的奥氏体锈钢多用于要求冷作的一些用途中,铜可以显著降低热加工性,特别是当奥氏休不锈钢中含镍量较低时更为明显,因此当钢中铜含量较高时,镍含量应相应提高。
7.硅的影响:
对于耐氯化物就力腐蚀,耐浓硝酸、硫酸的腐蚀,硅是铬镍奥氏体不锈钢中不可缺少的重要合金元素。硅在奥氏体不锈钢中可提高耐蚀性,另一个重要作用是显著提高钢在高温浓硫酸(93%H2So4~98%H2So4)中的耐蚀性,其机理是在钢的表面上形成了稳定的富硅氧化膜。
8.锰的影响:
在节镍奥氏体不锈钢中,锰是非常重要的合金元素,其主要作用是与氮、镍等强烈形成奥氏体的元素复合而加入到钢中,以节约奥氏体不锈钢中的镍。
9.钛和铌的影响:
钛和铌主要是作为稳定化元素加入,以防止敏化态晶间腐蚀发生。钛和铌的加入可提高奥氏体不锈钢的强度,包括高温强度。铌不像钛那样容易氧化和氮化,因此含铌奥氏体不锈钢多用作焊接材料。
10.磷的影响:
标准中规定了磷的含量小于或等于0.035%~0.045%,磷在不锈钢中,一般看成有害杂质,磷显著降低铬镍奥氏体不锈钢在固溶态和敏化态下耐各种浓度硝酸腐蚀性能。
11.硫的影响:
硫在奥氏体不锈钢中主要被视为有害杂质,其含量限制在小于0.03%~0.035%以下。但是由于硫的加入可提高钢的切削性能,故在易切削不锈钢中,硫被看成是合金元素。硫的有害作用主要是降低奥氏体不锈钢的热塑性,影响热加工性,降低耐蚀性。
12.硼的影响:
硼在奥氏体不锈钢中是不常用元素,其作用利大于弊,18Cr-8Ni不锈钢中加入硼含量达到0.006%,便有明显效果,微量硼加入可提高奥氏体不锈钢的热塑性,改善热加工性。
13.稀土元素的影响
稀土元素(铈、镧)对改善铬镍奥氏体钢的热加工性是很有效的。稀土元素有是显的脱硫作用,随着钢中稀土元素的增加,硫含量则随之降低。
原文出自http://www.sxgfl.com/news/detail/725.html 这个网页上说的很专业的,你可以去看看
⑥ 合金元素在奥氏体化和淬火的热处理中发挥着什么样的作用
你好!
大部分的合金元素,在加热过程中,合金元素作为晶核,使奥氏体的晶粒变小。冷却时,使C曲线左移,提高淬透性。
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⑦ (3)合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是( )。 A.均阻止奥氏体晶粒长大 B.均促进奥氏体晶粒长大 C.无影响
d
因为常见的合金元素有好几种
有促进也有阻止奥氏体晶粒长大的
⑧ 提高钢的淬透性,回火抗力,固溶强化及细晶强化作用的合金元素有哪些
提高钢的淬透性,回火抗力,固溶强化及细晶强化作用的合金元素有哪些
合金元素对钢力学性能的影响
1. 溶解于铁起固溶强化作用
几乎所有合金元素均能不同程度地溶于铁素体、奥氏体中形成固溶体,使钢的强度、硬度提高,但塑性韧性有所下降。使钢具有强韧性的良好配合
2.形成碳化物,起第二相强化、硬化作用
按照与碳之间的相互作用不同,常用的合金元素分为非碳化物形成元素和碳化物形成元素两大类。碳化物形成元素包括Ti、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn等,它们在钢中能与碳结合形成碳化物,如TiC、VC、WC等,这些碳化物一般都具有高的硬度、高的熔点和稳定性,如果它们颗粒细小并在钢中均匀分布时,则显著提高钢的强度、硬度和耐磨性。
3.使结构钢中珠光体增加,起强化的作用
合金元素的加入,使Fe-Fe3C相图中的共析点左移,因而,与相同含碳量的碳钢相比,亚共析成分的结构钢(一般结构钢为亚共析钢)含碳量更接近于共析成分,组织中珠光体的数量,使合金钢的强度提高
二、合金元素对钢工艺性能的影响
1.对热处理的影响
1)对加热过程奥氏体化的影响 :合金钢热处理可适当提高加热温度和延长保温时间
合金钢中的合金渗碳体、合金碳化物稳定性高,不易溶入奥氏体;合金元素溶入奥氏体后扩散很缓慢,因此合金钢的奥氏体化速度比碳钢慢,为加速奥氏体化,要求将合金钢(锰钢除外)加热到较高的温度和保温较长的时间。除Mn外的所有合金元素都有阻碍奥氏体晶粒长大的作用,尤其是Ti、V等强碳化物形成的合金碳化物稳定性高,残存在奥氏体晶界上,显著地阻碍奥氏体晶粒长大。因此奥氏体化的晶粒一般比碳钢细。
2)对过冷奥氏体转变的影响 :合金钢淬透性更好,可减小淬火冷速,减小淬火变形。但残余奥氏体增多
除Co外,所有溶于奥氏体中的合金元素,都使过冷奥氏体的稳定性增大,使C曲线右移,马氏体临界冷却速度减小,淬透性提高。这使得合金钢利用较小的冷却速度即能淬成马氏体组织,可减小淬火变形。因此大尺寸、形状复杂或要求精度高的重要零件需要用合金钢制作。 除Co、Al外,大多数合金元素都使Ms点降低,使合金钢淬火后的残余奥氏体量比碳钢多,这将对零件的淬火质量会产生不利影响
3)对回火转变的影响 :合金钢耐回火性好,回火后强韧性配合更好,有些钢可产生“二次硬化”
合金钢回火时马氏体不易分解,抗软化能力强,即提高了钢的耐回火性,回火后能有更好的强韧性配合。 合金元素能提高马氏体分解温度,对于含有较多Cr、Mo、W、V等强碳化物形成元素的钢,当加热至500~600℃回火时,直接由马氏体中析出合金碳化物,这些碳化物颗粒细小,分布弥散,使钢的硬度不仅不降低,反而升高这种现象称为“二次硬化”。但有些合金钢应避免“回火脆性”的产生
2.对焊接性能的影响
淬透性良好的合金钢在焊接时,容易在接头处出现淬硬组织,使该处脆性增大,容易出现焊接裂纹;焊接时合金元素容易被氧化形成氧化物夹杂,使焊接质量下降,例如,在焊接不锈钢时,形成Cr2O3夹杂,使焊缝质量受到影响,同时由于铬的损失,不锈钢的耐腐蚀性下降,所以高合金钢最好采用保护作用好的氩弧焊
3.对锻造性能的影响
由于合金元素溶入奥氏体后使变形抗力增加,使塑性变形困难,合金钢锻造需要施加更大的压力吨位;同时合金元素使钢的导热性降低、脆性加大,增大了合金钢锻造时和锻后冷却中出现变形、开裂的倾向,因此合金钢锻后一般应控制终锻温度和冷却速度。