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哪些合金元素阻止奧氏體的形成

發布時間:2022-06-19 10:57:06

A. 奧氏體的影響因素

影響奧氏體形成速度的因素
1. 加熱溫度隨加熱溫度的提高,原子擴散速率急劇加快,使得奧氏體化速度大大增加,形成所需時間縮短。2. 加熱速度加熱速度越快,孕育期縮短,奧氏體開始轉變的溫度和轉變終了的溫度越高,轉變終了所需的時間越短。3. 合金元素鈷、鎳等加快奧氏體化過程;鉻、鉬、釩等減慢奧氏體化過程;硅、鋁、錳等不影響奧氏體化過程。由於合金元素的擴散速度比碳慢得多,所以合金鋼的熱處理加熱溫度一般較高,保溫時間更長。4. 原始組織原始組織中滲碳體為片狀時奧氏體形成速度快,且滲碳體間距越小,轉變速度越快,同時奧氏體晶粒中碳濃度梯度也大,所以長大速度更快。球化退火態的粒狀珠光體,其相界面較少,因此奧氏體化最慢。
影響奧氏體晶粒長大的因素
1. 加熱溫度和保溫時間由於奧氏體晶粒長大與原子擴散有密切關系,所以隨著溫度愈高,或在一定溫度下,保溫時間越長,奧氏體晶粒也越粗大。
2.加熱速度
加熱溫度相同時,加熱速度越快,過熱度越大,奧氏體的實際形成溫度越高,形核率的增加大於長大速度,使奧氏體晶粒越細小。生產上常採用快速加熱短時保溫工藝來獲得超細化晶粒。3.鋼的化學成分在一定的含碳量范圍內,奧氏體中碳含量增高,晶粒長大傾向增大。C%高,C在奧氏體中的擴散速度以及Fe的自擴散速度均增加,奧氏體晶粒長大傾向增加,但C%超過一定量時,由於形成Fe3CⅡ,阻礙奧氏體晶粒長大。鋼中加入鈦、釩、鈮、鋯、鋁等元素,有利於得到本質細晶粒鋼,因為碳化物、氧化物和氮化物彌散分布在晶界上,能阻礙晶粒長大。錳和磷促進晶粒長大。
強碳化物形成元素Ti、Zr、V、W、Nb等熔點較高,它們彌散分布在奧氏體中阻礙奧氏體晶粒長大;非碳化物形成元素Si、Ni等對奧氏體晶粒長大影響很小。4.原始組織一般來說,鋼的原始組織越細,碳化物彌散度越大,則奧氏體晶粒越細小。

B. 合金元素對鋼在加熱時奧氏體化有什麼影響

除Mn 元素外,所有合金元素的加入,均使奧氏體的形成速度減慢
奧氏體形成速度的影響: Cr、Mo、W、V等強碳化物形成元素與碳的親合力大, 形成難溶於奧氏體的合金碳化物, 顯著減慢奧氏體形成速度;Co、Ni等部分非碳化物形成元素, 因增大碳的擴散速度, 使奧氏體的形成速度加快;Al、Si、Mn等合金元素對奧氏體形成速度影響不大。 (2)對奧氏體晶粒大小的影響:大多數合金元素都有阻止奧氏體晶粒長大的作用, 但影響程度不同。強烈阻礙晶粒長大的元素有:V、Ti、Nb、Zr等;中等阻礙晶粒長大的元素有:W、Mn、Cr等;對晶粒長大影響不大的元素有:Si、Ni、Cu等;促進晶粒長大的元素:Mn、P等。

C. 奧氏體晶粒都有哪些影響因素

奧氏體晶粒影響因素:
首先,奧氏體起始晶粒度取決於形核率N和長大速度G的比值N/G,此值愈大,奧氏體起始晶粒就愈小。其次,在起始晶粒形成之後,鋼的實際晶粒則取決於奧氏體在繼續保溫或升溫過程中的長大傾向,而奧氏體晶粒長大傾向又與起始晶粒的大小、均勻性以及晶界能有關。晶粒大小愈不均勻、曲率半徑愈小、表面彎曲度愈大,則界面能愈大,晶粒長大的傾向性就愈大。
此外,奧氏體的實際晶粒度還受加熱溫度、保溫時間、鋼的成分以及第二相顆粒的大小、多少、性質、原始組織和加熱速度等的影響。
(1)加熱速度和保溫時間的影響。晶粒長大和原子的擴散密切相關,溫度愈高,相應的保溫時間愈長,原子的活動能力愈大,擴散愈容易進行,奧氏體晶粒亦將愈粗大。
(2)加熱速度的影響。加熱速度實質上是過熱度問題,過熱度愈大,即成核率與成長速度之比越大,將獲得細小的起始晶粒。雖然如此,但高溫下奧氏體晶粒極易長大,因此,在高溫下不能有長的保溫時間。
(3)鋼中含碳量的影響。在鋼中含碳量不足以形成未溶解的碳化物時,含碳量增高,奧氏體的晶粒容易長大而粗化。當形成未溶解的二次滲碳體時,因奧氏體晶粒長大受第二相的阻礙作用,使奧氏體晶粒長大的傾向反而減小。
(4)脫氧劑及合金化元素的影響。用鋁脫氧的鋼,晶粒長大的傾向小,屬本質細晶粒鋼。這是因為鋼中含有大量難溶的六方點陣結構的A1N、機械地阻礙奧氏體長大。用硅和錳脫氧的鋼,晶粒長大的傾向大,一般屬於本質粗晶粒鋼。其他合金元素按阻礙奧氏體晶粒長大程度的不同,可以分為:有強烈阻礙晶粒長大作用的,如鈮、鋯、鈦、鉭、釩和鋁等;有中等阻礙作用的,如鎢、鉬和鉻等;稍有阻礙或無阻礙作用的,如銅、鎳、鈷和硅等;有增大晶粒長大傾向的,如碳(指溶入奧氏體中的)、磷、錳等。
(5)原始組織的影響。鋼的原始組織愈細、碳化物分散度愈大,所得到的奧氏體起始晶粒愈細小。但從晶粒長大的原理可知,起始晶粒愈細小,則鋼的晶粒長大傾向性愈大,即鋼的過熱敏感性增大,生產上難於控制。所以原始組織極細的鋼,不可用過高的加熱溫度和長的保溫時間,而宜採用快速加熱、短時保溫的熱處理工藝。
晶粒度的作用加熱時所得到的奧氏體實際晶粒的大小,對冷卻後鋼的組織和性能有很大的影響。一般地說,粗大的奧氏體實際晶粒往往導致冷卻後獲得粗大的組織,而粗大的組織又往往相應地具有較低的塑性和韌性。就沖擊韌性而言,普通碳鋼和低合金鋼的奧氏體晶粒度每細化一級,沖擊韌性值能提高19.6~39.2J/cm,同時冷脆轉化溫度可降低10℃以上。因此,在熱處理時應嚴格控制奧氏體晶粒大小,以獲得良好的綜合性能。
細化晶粒已成為強化金屬材料的重要手段之一。通過多次反復奧氏體化處理,或用交變冷變形及在(α+γ)兩相區退火等方法,獲得超細化奧氏體晶粒,可以同時提高鋼的強度和韌性。特別是低溫下使用的高強度合金,經此類處理後可使其斷裂韌性大幅度提高,例如將40crNiMo鋼的奧氏體晶粒度由5~6級細化到12~13級時,其KIc值可由1.382kPa·m。(138.2×10N/cm)提高到2.607kPa·m(260.7×10N/cm)。

D. (3)合金元素對奧氏體晶粒長大的影響是( )。 A.均阻止奧氏體晶粒長大 B.均促進奧氏體晶粒長大 C.無影響

d
因為常見的合金元素有好幾種
有促進也有阻止奧氏體晶粒長大的

E. 各種合金元素在鋼中的作用

對鋼加熱和冷卻時相變的影響 鋼加熱時的主要固態相變是非奧氏體相向奧氏體相的轉變,即奧氏體化的過程。整個過程都和碳的擴散有關。合金元素中,非碳化物形成元素如鎳、鈷等,降低碳在奧氏體中的激活能,增加奧氏形成的速度;而強碳化物形成元素如釩、鈦、鎢等,強烈妨礙碳在鋼中的擴散,顯著減慢奧氏體化的過程。鋼冷卻時的相變是指過冷奧氏體的分解,包括珠光體轉變(共析分解)、貝氏體相變及馬氏體相變。由於鋼中大都存在幾種合金元素的相互作用,致使對鋼冷卻時相變的影響也復雜得多。僅舉合金元素對過冷奧氏體等溫轉變曲線的影響為例,大多數合金元素,除鈷和鋁外,均起減緩奧氏體等溫分解的作用,但各類元素所起的作用有所不同。不形成碳化物的(如硅、磷、鎳、銅)和少量的碳化物形成元素(如釩、鈦、鉬、鎢),對奧氏體到向珠光體的轉變和向貝氏體的轉變的影響差異不大,因而使轉變曲線向右推移。
碳化物形成元素(如釩、鈦、鉻、鉬、鎢)如果含量較多,將使奧氏體向珠光體的轉變顯著推遲,但對奧氏體向貝氏體的轉變的推遲並不顯著,因而使這兩種轉變的等溫轉變曲線從「鼻子」處分離,而形成兩個 C形。當這類元素增加到一定程度時,在這兩個轉變區域的中間還將出現過冷奧氏體的亞穩定區。合金元素對馬氏體轉變溫度Ms (起始轉變溫度)和Mn (終了轉變溫度)的影響也很顯著,大部分元素均使Ms和Mn點降低,其中以碳的影響最大,其次為錳、釩、鉻等;但鈷和鋁則使Ms和Mn點升高。
對鋼的晶粒度和淬透性的影響 影響奧氏體晶粒度的因素很多。鋼的脫氧和合金化情況均與「奧氏體本質晶粒度」有關。一般來說,一些不形成碳化物的元素,如鎳、硅、銅、鈷等,阻止奧氏體晶粒長大的作用較弱,而錳、磷則有促進晶粒長大的傾向。碳化物形成元素如鎢、鉬、鉻等,對阻止奧氏體晶粒長大起中等作用。強碳化物形成元素如釩、鈦、鈮、鋯等,強烈地阻止奧氏體晶粒長大,起細化晶粒作用。鋁雖然屬於不形成碳化物元素,但卻是細化晶粒和控制晶粒開始粗化溫度的最常用的元素。
鋼的淬透性(見淬火)高低主要取決於化學成分和晶粒度。除鈷和鋁等元素外,大部分合金元素溶入固溶體後都不同程度地抑制過冷奧氏體向珠光體和貝氏體的相變,增加獲得馬氏體組織的數量,即提高鋼的淬透性。一些碳化物形成元素,如釩、鈦、鋯、鎢等,如果形成碳化物而固定了鋼中的碳,反而會降低淬透性,易使晶粒粗化的元素如錳,能提高淬透性;使晶粒細化的元素如鋁,則降低淬透性。硼是顯著影響淬透性的元素,合金鋼中即使只含十萬分之一的硼,也能顯著提高鋼的淬透性。但硼的這種影響僅對低、中碳鋼有效,對高碳鋼完全無效。
對鋼的力學性能和回火性能的影響 鋼的性能取決於鐵的固溶體和碳化物各自性能以及它們相對分布的狀態。合金元素對鋼的力學性能的影響也與此有關。固溶於鐵素體中的合金元素,起固溶強化作用,使強度和硬度提高,但同時使韌性和塑性相對地降低。其中以磷和硅的固溶強化作用最顯著,而硅對韌性的影響也最嚴重。少量的錳、鉻或鎳,反而對鐵素體的韌性有一定提高。
調質鋼的韌性-脆性轉變溫度是評價力學性能的一項重要指標。①提高轉變溫度的元素有 B、P、C、Si、Cu、Mo、Cr;②降低轉變溫度的元素有Ni、Mn;③少量時提高、多量時降低轉變溫度的元素有Ti、V;④少量時降低、多量時提高轉變溫度的元素有Al。
合金鋼的回火穩定性比碳素鋼好,這是由於合金元素在回火時阻礙了鋼中原子的擴散,因而在同樣溫度下,起到延遲馬氏體分解和抗回火軟化的作用。對合金鋼的回火穩定性影響比較顯著的為:釩、鎢、鈦、鉻、鉬、鈷、硅等元素;影響不明顯的為:鋁、錳、鎳等元素。可以看到,碳化物形成元素,對回火軟化的延遲作用特別顯著。鈷和硅雖屬不形成碳化物元素,但它們對滲碳體晶核的形成和長大,有強烈的延遲作用,因此,也有延遲回火軟化的作用。各種合金元素對回火脆性影響的程度是不同的。定性地說,錳、鉻、氮、磷、釩、銅、鎳等均有促進回火脆性的傾向。鉬的作用較特殊,它加入已有回火脆性的合金鋼(例如含錳、鉻等)中,能顯著地降低回火脆性傾向;若單獨加入普通碳素鋼中,則成為促進回火脆性傾向的元素。鎢的作用與鉬相似,但對回火脆性的影響尚未十分確定。
對鋼的焊接性和被切削性的影響 焊接性和被切削性是衡量鋼的工藝性能好壞的主要方面。凡能提高淬透性的合金元素均對鋼的焊接性不利。因為在焊縫熱影響區靠近熔合線一側冷卻時易形成馬氏體等硬脆組織,有導致開裂的危險。另一方面,熱影響區靠近熔合線處的晶粒因受高熱容易粗化,因此,合金鋼中含有可使晶粒細化的元素如鈦、釩等是有益的。硅含量高,焊接時會發生嚴重噴濺。硫含量高容易產生熱裂,同時會逸出二氧化硫氣體,在焊接金屬內形成氣孔和疏鬆。磷含量高容易導致冷裂。
鋼中加入適量的硫、鉛等元素可改善鋼的被切削性(見易切削鋼)。合金鋼中的合金元素一般會使鋼的硬度增加,因而增高切削抗力,加劇刀具磨損。通過改變鋼的基體組織、夾雜物的種類、數量和形狀可以影響鋼的被切削性。對鋼的耐蝕性能的影響 鉻是不銹耐酸鋼和耐熱鋼的主要合金元素。合金鋼中含鉻量若達到12%左右,在鋼的表面便形成緻密的鉻的氧化物,使鋼在氧化性介質中的耐蝕性發生突變而大大提高。鉻、鋁、硅等元素,能提高鋼的抗氧化性和抗高溫氣體的腐蝕性能,但過量的鋁和硅則會使鋼的熱塑性變壞。鎳主要用來形成和穩定奧氏體組織,使鋼獲得良好的力學性能、耐蝕性能和工藝性能。鉬能使不銹耐酸鋼很快鈍化,提高對含有氯離子的溶液及其他非氧化性介質的耐蝕能力。鈦、鈮通常用來固定合金鋼中的碳,使它生成穩定的碳化物,以減輕碳對合金鋼耐蝕性能的有害作用。銅和磷配合使用時,可提高鋼的耐大氣腐蝕性能。

F. 合金元素對對鋼的晶粒度和淬透性有什麼影響

影響奧氏體晶粒度的因素很多。鋼的脫氧和合金化情況均與「奧氏體本質晶粒度」有關。一般來說,一些不形成碳化物的元素,如鎳、硅、銅、鈷等,阻止奧氏體晶粒長大的作用較弱,而錳、磷則有促進晶粒長大的傾向。碳化物形成元素如鎢、鉬、鉻等,對阻止奧氏體晶粒長大起中等作用。強碳化物形成元素如釩、鈦、鈮、鋯等,強烈地阻止奧氏體晶粒長大,起細化晶粒作用。鋁雖然屬於不形成碳化物元素,但卻是細化晶粒和控制晶粒開始粗化溫度的最常用的元素。
鋼的淬透性(見淬火)高低主要取決於化學成分和晶粒度。除鈷和鋁等元素外,大部分合金元素溶入固溶體後都不同程度地抑制過冷奧氏體向珠光體和貝氏體的相變,增加獲得馬氏體組織的數量,即提高鋼的淬透性。

G. 影響奧氏體形成速度的因素有哪些

1. 加熱溫度
加熱溫度越高,奧氏體化速度越快。
2. 加熱速度
加熱速度越快,發生轉變的溫度越高,轉變所需的時間越長。
3. 合金元素
鈷、鎳等加快奧氏體化過程;
鉻、鉬、釩等減慢奧氏體化過程;
硅、鋁、錳等不影響奧氏體化過程。由於合金元素的擴散速度比碳慢得多,所以合金鋼的熱處理加熱溫度一般較高,保溫時間更長。
4. 原始組織
原始組織中滲碳體為片狀時奧氏體形成速度快,且滲碳體間距越小,轉變速度越快,同時奧氏體晶粒中碳濃度梯度也大,所以長大速度更快。

H. 合金元素在奧氏體化和淬火的熱處理中發揮著什麼樣的作用

你好!
大部分的合金元素,在加熱過程中,合金元素作為晶核,使奧氏體的晶粒變小。冷卻時,使C曲線左移,提高淬透性。
我的回答你還滿意嗎~~

I. 合金元素對奧氏體晶粒長大的影響是什麼

1.
合金元素對加熱時相轉變的影響
合金元素影響加熱時奧氏體形成的速度和奧氏體晶粒的大小。
(1)對奧氏體形成速度的影響:
Cr、Mo、W、V等強碳化物形成元素與碳的親合力大,
形成難溶於奧氏體的合金碳化物,
顯著減慢奧氏體形成速度;Co、Ni等部分非碳化物形成元素,
因增大碳的擴散速度,
使奧氏體的形成速度加快;Al、Si、Mn等合金元素對奧氏體形成速度影響不大。
(2)對奧氏體晶粒大小的影響:大多數合金元素都有阻止奧氏體晶粒長大的作用,
但影響程度不同。強烈阻礙晶粒長大的元素有:V、Ti、Nb、Zr等;中等阻礙晶粒長大的元素有:W、Mn、Cr等;對晶粒長大影響不大的元素有:Si、Ni、Cu等;促進晶粒長大的元素:Mn、P等。
2.
合金元素對過冷奧氏體分解轉變的影響
除Co外,
幾乎所有合金元素都增大過冷奧氏體的穩定性,
推遲珠光體類型組織的轉變,
使C曲線右移,
即提高鋼的淬透性。常用提高淬透性的元素有:Mo、Mn、Cr、Ni、Si、B等。必須指出,
加入的合金元素,
只有完全溶於奧氏體時,
才能提高淬透性。如果未完全溶解,
則碳化物會成為珠光體的核心,
反而降低鋼的淬透性。另外,
兩種或多種合金元素的同時加入(如,
鉻錳鋼、鉻鎳鋼等),
比單個元素對淬透性的影響要強得多。
除Co、Al外,
多數合金元素都使Ms和Mf點下降。其作用大小的次序是:Mn、Cr、Ni、Mo、W、Si。其中Mn的作用最強,
Si實際上無影響。Ms和Mf點的下降,
使淬火後鋼中殘余奧氏體量增多。殘余奧氏體量過多時,可進行冷處理(冷至Mf點以下),
以使其轉變為馬氏體;
或進行多次回火,
這時殘余奧氏體因析出合金碳化物會使Ms、Mf點上升,
並在冷卻過程中轉變為馬氏體或貝氏體(即發生所謂二次淬火)。
3.
合金元素對回火轉變的影響
(1)提高回火穩定性
合金元素在回火過程中推遲馬氏體的分解和殘余奧氏體的轉變(即在較高溫度才開始分解和轉變),
提高鐵素體的再結晶溫度,
使碳化物難以聚集長大,因此提高了鋼對回火軟化的抗力,
即提高了鋼的回火穩定性。提高回火穩定性作用較強的合金元素有:V、Si、Mo、W、Ni、Co等。

J. 合金元素對「奧氏體晶粒」長大的影響是什麼

1.
合金元素對加熱時相轉變的影響
合金元素影響加熱時奧氏體形成的速度和奧氏體晶粒的大小。
(1)對奧氏體形成速度的影響:
Cr、Mo、W、V等強碳化物形成元素與碳的親合力大,
形成難溶於奧氏體的合金碳化物,
顯著減慢奧氏體形成速度;Co、Ni等部分非碳化物形成元素,
因增大碳的擴散速度,
使奧氏體的形成速度加快;Al、Si、Mn等合金元素對奧氏體形成速度影響不大。
(2)對奧氏體晶粒大小的影響:大多數合金元素都有阻止奧氏體晶粒長大的作用,
但影響程度不同。強烈阻礙晶粒長大的元素有:V、Ti、Nb、Zr等;中等阻礙晶粒長大的元素有:W、Mn、Cr等;對晶粒長大影響不大的元素有:Si、Ni、Cu等;促進晶粒長大的元素:Mn、P等。
2.
合金元素對過冷奧氏體分解轉變的影響
除Co外,
幾乎所有合金元素都增大過冷奧氏體的穩定性,
推遲珠光體類型組織的轉變,
使C曲線右移,
即提高鋼的淬透性。常用提高淬透性的元素有:Mo、Mn、Cr、Ni、Si、B等。必須指出,
加入的合金元素,
只有完全溶於奧氏體時,
才能提高淬透性。如果未完全溶解,
則碳化物會成為珠光體的核心,
反而降低鋼的淬透性。另外,
兩種或多種合金元素的同時加入(如,
鉻錳鋼、鉻鎳鋼等),
比單個元素對淬透性的影響要強得多。
除Co、Al外,
多數合金元素都使Ms和Mf點下降。其作用大小的次序是:Mn、Cr、Ni、Mo、W、Si。其中Mn的作用最強,
Si實際上無影響。Ms和Mf點的下降,
使淬火後鋼中殘余奧氏體量增多。殘余奧氏體量過多時,可進行冷處理(冷至Mf點以下),
以使其轉變為馬氏體;
或進行多次回火,
這時殘余奧氏體因析出合金碳化物會使Ms、Mf點上升,
並在冷卻過程中轉變為馬氏體或貝氏體(即發生所謂二次淬火)。
3.
合金元素對回火轉變的影響
(1)提高回火穩定性
合金元素在回火過程中推遲馬氏體的分解和殘余奧氏體的轉變(即在較高溫度才開始分解和轉變),
提高鐵素體的再結晶溫度,
使碳化物難以聚集長大,因此提高了鋼對回火軟化的抗力,
即提高了鋼的回火穩定性。提高回火穩定性作用較強的合金元素有:V、Si、Mo、W、Ni、Co等。

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