① 合金元素對回火轉變有何影響
對回火轉變的影響,合金元素對回火轉變有哪些影響
1、合金元素對奧氏體化的影響奧氏體晶粒在鐵素體與碳化物邊界處生核並長大;剩餘碳化物的溶解;奧氏體成分的均勻化,在高溫停留時奧氏體晶粒的長大粗化等過程。在鋼中加入合金元素對後三個過程有較大的影響。
(1)含有碳化物形成元素的合金鋼,其組織中的碳化物,是比滲碳體更穩定的合金滲碳體或特殊碳化物,因此,在奧氏體化加熱時碳化物較難溶解,即需要較高的溫度和較長的時間。一般來說,合金元素形成碳化物的傾向愈強,其碳化物也愈難溶解。
(2)合金元素在奧氏體中的均勻化,也需要較長時間,因為合金元素的擴散速度,均遠低於碳的擴散速度。
(3)某些合金元素強烈地阻礙著奧氏體晶粒的粗化過程,這主要與合金碳化物很難溶解有關,未溶解的碳化物阻礙了奧氏體晶界的遷移,因此,含有較強的碳化物形成元素(如鉬、鎢,釩,鈮、鈦等)的鋼,在奧氏體化加熱時,易於獲得細晶粒的組織。
各合金元素對奧氏體晶粒粗化過程的影響,一般可歸納如下:
1)強烈阻止晶粒粗化的元素:鈦、鈮、釩、鋁等,其中以鈦的作用最強。
2)鎢、鉬、鉻等中強碳化物形成元素,也顯著地阻礙奧氏體晶粒粗化過程。
3)一般認為硅和鎳也能阻礙奧氏體晶粒的粗化,但作用不明顯。
4)錳和磷是促使奧氏體晶粒粗化的元素。
2、合金元素對奧氏體分解轉變的影響多數合金元素使奧氏體分解轉變的速度減慢,即C曲線向右移,也就是提高了鋼的淬透性。合金元素對馬氏體轉變的影響增加冷卻時間,降低冷卻速度。
另外,合金元素對馬氏體開始轉變溫度(Ms點)也有明顯的影響。多數合金元素均使馬氏體開始轉變溫度(Ms點)降低,其中錳、鉻、鎳的作用最為強烈,只有鋁、鈷是提高Ms點。
3、合金元素對回火轉變的影響合金元素對淬火鋼回火轉變的影響主要有下列三個方面。
(1)提高鋼的回火穩定性
這主要表現為合金元素在回火過程中推遲了馬氏體的分解和殘余奧氏體的轉變,提高了鐵素體的再結晶溫度,使碳化物難以聚集長大而保持較大的彌散度,從而提高了鋼對回火軟化的抗力,即提高了鋼的回火穩定性。
(2)產生二次硬化一些合金元素加入鋼中,在回火時,鋼的硬度並不是隨回火溫度的升高一直降低的,而是在達到某一溫度後,硬度開始增加,並隨著回火溫度的進一步提高,硬度也進一步增大,直至達到峰值。這種現象稱為回火過程的二次硬化。圖回火二次硬化現象與合金鋼回火時析出物的性質有關。當回火溫度低於約450℃時,鋼中析出滲碳體,在450℃以上滲碳體溶解,鋼中開始沉澱析出彌散穩定的難熔碳化物Mo2C、VC等,使鋼的硬度開始升高,而在550~600℃左右沉澱析出過程完成,鋼的硬度達到峰值。
(3)增大回火脆性
鋼在回火過程中出現的第乙類回火脆性(250~400C回火)t即回火馬氏體脆性和第二類回火脆性(450~600~C回火),即高溫回火脆性均與鋼中存在的合金元素有關。
② 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。
③ 什麼合金鋼耐磨又有韌性
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。
④ 合金鋼板的鋼的合金化
在鋼中加入合金元素後,鋼的基本組元鐵和碳與加入的合金元素會發生交互作用。鋼的合金化目的是希望利用合金元素與鐵、碳的相互作用和對鐵碳相圖及對鋼的熱處理的影響來改善鋼的組織和性能。 合金元素加入鋼中後,主要以三種形式存在鋼中。即:與鐵形成固溶體;與碳形成碳化物;在高合金鋼中還可能形成金屬間化合物。
1. 溶於鐵中
幾乎所有的合金元素(除Pb外)都可溶入鐵中, 形成合金鐵素體或合金奧氏體, 按其對α-Fe或γ-Fe的作用, 可將合金元素分為擴大奧氏體相區和縮小奧氏體相區兩大類。
擴大γ相區的元素—亦稱奧氏體穩定化元素, 主要是Mn、Ni、Co、C、N、Cu等, 它們使A3點(γ-Fe α-Fe的轉變點)下降, A4點( γ-Fe的轉變點)上升, 從而擴大γ-相的存在范圍。其中Ni、Mn等加入到一定量後, 可使γ相區擴大到室溫以下, 使α相區消失, 稱為完全擴大γ相區元素。另外一些元素(如C、N、Cu等), 雖然擴大γ相區, 但不能擴大到室溫, 故稱之為部分擴大γ相區的元素。
縮小γ相區元素——亦稱鐵素體穩定化元素, 主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr等。它們使A3點上升, A4點下降(鉻除外, 鉻含量小於7%時, A3點下降; 大於7%後,A3點迅速上升), 從而縮小γ相區存在的范圍, 使鐵素體穩定區域擴大。按其作用不同可分為完全封閉γ相區的元素(如Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si等)和部分縮小γ相區的元素(如B、Nb、Zr等)。
2. 形成碳化物
合金元素按其與鋼中碳的親和力的大小, 可分為碳化物形成元素和非碳化物形成元素兩大類。
常見非碳化物形成元素有:Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。它們基本上都溶於鐵素體和奧氏體中。常見碳化物形成元素有:Mn、Cr、W、V、Nb、Zr、Ti等(按形成的碳化物的穩定性程度由弱到強的次序排列),它們在鋼中一部分固溶於基體相中,一部分形成合金滲碳體, 含量高時可形成新的合金碳化合物。 1. 對奧氏體和鐵素體存在范圍的影響
擴大或縮小γ相區的元素均同樣擴大或縮小Fe-Fe3C相圖中的γ相區, 且同樣Ni或Mn的含量較多時, 可使鋼在室溫下得到單相奧氏體組織 (如1Cr18Ni9奧氏體不銹鋼和ZGMn13高錳鋼等), 而Cr、Ti、Si等超過一定含量時, 可使鋼在室溫獲得單相鐵素體組織 (如1Cr17Ti高鉻鐵素體不銹鋼等)。
2. 對Fe-Fe3C相圖臨界點(S和E點)的影響
擴大γ相區的元素使Fe-Fe3C相圖中的共析轉變溫度下降, 縮小γ相區的元素則使其上升, 並都使共析反應在一個溫度范圍內進行。幾乎所有的合金元素都使共析點(S)和共晶點(E)的碳含量降低,即S點和E點左移, 強碳化物形成元素的作用尤為強烈。 合金元素的加入會影響鋼在熱處理過程中的組織轉變。
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。
(2)產生二次硬化 一些Mo、W、V含量較高的高合金鋼回火時, 硬度不是隨回火溫度升高而單調降低, 而是到某一溫度(約400℃)後反而開始增大, 並在另一更高溫度(一般為550℃左右)達到峰值。這是回火過程的二次硬化現象, 它與回火析出物的性質有關。當回火溫度低於450℃時, 鋼中析出滲碳體; 在450℃以上滲碳體溶解, 鋼中開始沉澱出彌散穩定的難熔碳化物Mo2C、W2C、VC等, 使硬度重新升高, 稱為沉澱硬化。回火時冷卻過程中殘余奧氏體轉變為馬氏體的二次淬火所也可導致二次硬化。
試一試:碳質量分數為0.35%的鉬鋼的回火溫度與硬度的關系
產生二次硬化效應的合金元素
產生二次硬化的原因 合 金 元 素
殘余奧氏體的轉變 沉澱硬化 Mn、Mo、W、Cr、Ni、Co①、V V、Mo、W、Cr、Ni①、Co①
①僅在高含量並有其他合金元素存在時, 由於能生成彌散分布的金屬間化合物才有效。
(3)增大回火脆性 和碳鋼一樣, 合金鋼也產生回火脆性, 而且更明顯。這是合金元素的不利影響。在450℃-600℃間發生的第二類回火脆性(高溫回火脆性) 主要與某些雜質元素以及合金元素本身在原奧氏體晶界上的嚴重偏聚有關, 多發生在含Mn、Cr、Ni等元素的合金鋼中。 這是一種可逆回火脆性, 回火後快冷(通常用油冷)可防止其發生。鋼中加入適當Mo或W(0.5%Mo, 1%W)也可基本上消除這類脆性。 提高鋼的強度是加入合金元素的主要目的之一。欲提高強度, 就要設法增大位錯運動的阻力。金屬中的強化機制主要有固溶強化、位錯強化、細晶強化、第二相(沉澱和彌散)強化。合金元素的強化作用, 正是利用了這些強化機制。
1. 對退火狀態下鋼的機械性能的影響
結構鋼在退火狀態下的基本相是鐵素體和碳化物。合金元素溶於鐵素體中, 形成合金鐵素體, 依靠固溶強化作用, 提高強度和硬度, 但同時降低塑性和韌性。
2.對退火狀態下鋼的機械性能的影響
由於合金元素的加入降低了共析點的碳含量、使C曲線右移, 從而使組織中的珠光體的比例增大, 使珠光體層片距離減小, 這也使鋼的強度增加, 塑性下降。但是在退火狀態下, 合金鋼沒有很大的優越性。
由於過冷奧氏體穩定性增大, 合金鋼在正火狀態下可得到層片距離更小的珠光體, 或貝氏體甚至馬氏體組織, 從而強度大為增加。Mn、Cr、Cu的強化作用較大, 而Si、Al、V、Mo等在一般含量(例如一般結構鋼的實際含量)下影響很小。
3. 對淬火、回火狀態下鋼的機械性能的影響
合金元素對淬火、回火狀態下鋼的強化作用最顯著, 因為它充分利用了全部的四種強化機制。淬火時形成馬氏體, 回火時析出碳化物, 造成強烈的第二相強化,同時使韌性大大改善, 故獲得馬氏體並對其回火是鋼的最經濟和最有效的綜合強化方法。
合金元素加入鋼中, 首要的目的是提高鋼的淬透性, 保證在淬火時容易獲得馬氏體。其次是提高鋼的回火穩定性, 使馬氏體的保持到較高溫度,使淬火鋼在回火時析出的碳化物更細小、均勻和穩定。這樣, 在同樣條件下, 合金鋼比碳鋼具有更高的強度。 1. 合金元素對鋼鑄造性能的影響
固、液相線的溫度愈低和結晶溫區愈窄, 其鑄造性能愈好。合金元素對鑄造性能的影響, 主要取決於它們對Fe-Fe3C相圖的影響。另外, 許多元素, 如Cr、Mo、V、Ti、Al等在鋼中形成高熔點碳化物或氧化物質點, 增大鋼的粘度, 降低流動性, 使鑄造性能惡化。
2.合金元素對鋼塑性加工性能的影響
塑性加工分熱加工和冷加工。合金元素溶入固溶體中, 或形成碳化物(如Cr、Mo、W等), 都使鋼的熱變形抗力提高和熱塑性明顯下降而容易鍛裂。一般合金鋼的熱加工工藝性能比碳鋼要差得多。
3. 合金元素對鋼焊接性能的影響
合金元素都提高鋼的淬透性, 促進脆性組織(馬氏體)的形成, 使焊接性能變壞。但鋼中含有少量Ti和V, 可改善鋼的焊接性能。
4. 合金元素對鋼切削性能的影響 切削性能與鋼的硬度密切相關, 鋼是適合於切削加工的硬度范圍為170HB~230HB。一般合金鋼的切削性能比碳鋼差。但適當加入S、P、Pb等元素可以大大改善鋼的切削性能。
5. 合金元素對鋼熱處理工藝性能的影響
熱處理工藝性能反映鋼熱處理的難易程度和熱處理產生缺陷的傾向。主要包括淬透性、過熱敏感性、回火脆化傾向和氧化脫碳傾向等。合金鋼的淬透性高, 淬火時可以採用比較緩慢的冷卻方法,可減少工件的變形和開裂傾向。加入錳、硅會增大鋼的過熱敏感性。
⑤ 奧氏體不銹鋼中有什麼元素啊這些元素對奧氏體不銹鋼有什麼影響呢
在奧氏體不銹鋼中,有碳、鉻、錳、硅、硫、磷、鉬、氮、鈦、鈮、鎳、銅、硼、鈰、鑭等元素組成。每種元素對奧氏體不銹鋼的影響如下
1.碳的影響:
碳在奧氏體不銹鋼中是強烈形成並穩定奧氏體且擴大奧氏體區的元素,碳形成奧氏體的能力為鎳的30倍。鋼中隨著含碳量增加,奧氏體不銹鋼強度也隨之提高。此外,還能提高奧氏體不銹鋼在高濃氯化物(如42%MgCl2沸騰溶液)中的耐應力腐蝕性能。但是在奧氏體不銹鋼中,碳通常被視為有害元素,因為在焊接或加熱到450度到850度,碳可以和鋼中的鉻形成Cr23C6型碳化物。導致局部鉻貧化,使鋼的耐晶間腐蝕性能下降。20世紀60年代以來新發展的鉻鎳奧氏體不銹鋼,為含碳量小於0.03%或0.02%的超低碳型不銹鋼。因此,在冷、熱加工及焊接與碳弧氣刨時應防止不銹鋼表面增碳,以免鉻的碳化物析出。
2.鉻的影響:
在奧氏體不銹鋼中,鉻是強烈形成並穩定鐵素體的元素,可以縮小奧氏體區。在鉻鎳奧氏體不銹鋼中,當碳含 量為0.1%,鉻含量為18%時,為獲得穩定單一奧氏體組織,所需鎳的含最最低為8%,鉻能增大碳的溶解度而降低鉻的貧化度,因而提高鉻含量對奧氏體不銹鋼的耐晶間腐蝕是有益的。鉻還能極有效地改善奧氏體不銹鋼的耐點蝕及縫隙腐蝕性能。因此鉻對奧氏體不銹鋼性能影響最大的是耐蝕性。鉻可提高鋼的耐氧化性介質和酸性氯化物介質的性能,在鎳、鉬、銅的復合作用下,鉻可提高鋼耐一些還原性介質、如有機酸、鹼介質的性能。
3.鎳的影響:
奧氏體不銹鋼中主要合金元素鎳,其主梌用是形成並穩定奧氏體,獲得完全奧氏體組織,使強有良好的強度、塑性和韌性並具有優良的冷、熱加工性、可焊性及低溫與無磁性,鎳還可以顯著降低奧氏體不銹鋼的冷加工硬化傾向。由於鎳能改善鉻的氧化膜成份、結構和性能,從而提高奧氏體不銹鋼耐氧化性介質的性能。但是降低了鋼的抗高溫硫化性能,這是由於鋼中晶界處形成低熔點硫化鎳所致。
4.鉬的影響:
鉬的作用主要是提高鋼在還原性介質(比如H2So4、H2PO4以及一些有機酸和尿素環境)的耐蝕性,並提高鋼的耐點蝕及縫隙腐蝕等性能。含鉬不兒鋼的熱加工性比不含鉬的差,鉬含量越高,熱加工越壞。另外含鉬奧氏體不銹鋼中容易形成X(σ)沉澱,這會惡化鋼的塑性和韌性。鉬的耐點蝕和耐縫隙腐蝕能力相當於鉻的3倍左右。
5.氮的影響:
氮日益成為鉻鎳氮奧氏體不銹鋼的重要合金元素,氮能提高鋼的耐局部腐蝕(耐晶間腐蝕、點蝕和縫隙腐蝕)性,氮形成奧氏體的能力與碳相當,約為鎳的30倍。作為間隙元素的氮,其固溶強化作用很強,因為它的加入可以顯著提搞奧氏體不銹鋼的強度。每加入0.1%氮可使鉻鎳奧氏體不銹鋼的室溫強度提高60~100MPa。在酸介質中,氮可提高奧氏體不銹鋼的耐一般腐蝕能力,適量的氮還可提高敏經態奧氏體不銹鋼的耐晶間腐蝕能力。在氯化物環境中,氮提高奧氏體不銹鋼耐點蝕和縫隙腐蝕性能十分顯著。
6.銅的影響:
銅能顯著降低鉻鎳奧氏體不銹鋼的冷作硬化傾向,提高冷國工成型性能。奧氏體不銹鋼中的銅含量為1%~4%時,銅對鋼的組織沒有影響,對鋼的冷成型性有良好的作用,因此含銅的奧氏體銹鋼多用於要求冷作的一些用途中,銅可以顯著降低熱加工性,特別是當奧氏休不銹鋼中含鎳量較低時更為明顯,因此當鋼中銅含量較高時,鎳含量應相應提高。
7.硅的影響:
對於耐氯化物就力腐蝕,耐濃硝酸、硫酸的腐蝕,硅是鉻鎳奧氏體不銹鋼中不可缺少的重要合金元素。硅在奧氏體不銹鋼中可提高耐蝕性,另一個重要作用是顯著提高鋼在高溫濃硫酸(93%H2So4~98%H2So4)中的耐蝕性,其機理是在鋼的表面上形成了穩定的富硅氧化膜。
8.錳的影響:
在節鎳奧氏體不銹鋼中,錳是非常重要的合金元素,其主要作用是與氮、鎳等強烈形成奧氏體的元素復合而加入到鋼中,以節約奧氏體不銹鋼中的鎳。
9.鈦和鈮的影響:
鈦和鈮主要是作為穩定化元素加入,以防止敏化態晶間腐蝕發生。鈦和鈮的加入可提高奧氏體不銹鋼的強度,包括高溫強度。鈮不像鈦那樣容易氧化和氮化,因此含鈮奧氏體不銹鋼多用作焊接材料。
10.磷的影響:
標准中規定了磷的含量小於或等於0.035%~0.045%,磷在不銹鋼中,一般看成有害雜質,磷顯著降低鉻鎳奧氏體不銹鋼在固溶態和敏化態下耐各種濃度硝酸腐蝕性能。
11.硫的影響:
硫在奧氏體不銹鋼中主要被視為有害雜質,其含量限制在小於0.03%~0.035%以下。但是由於硫的加入可提高鋼的切削性能,故在易切削不銹鋼中,硫被看成是合金元素。硫的有害作用主要是降低奧氏體不銹鋼的熱塑性,影響熱加工性,降低耐蝕性。
12.硼的影響:
硼在奧氏體不銹鋼中是不常用元素,其作用利大於弊,18Cr-8Ni不銹鋼中加入硼含量達到0.006%,便有明顯效果,微量硼加入可提高奧氏體不銹鋼的熱塑性,改善熱加工性。
13.稀土元素的影響
稀土元素(鈰、鑭)對改善鉻鎳奧氏體鋼的熱加工性是很有效的。稀土元素有是顯的脫硫作用,隨著鋼中稀土元素的增加,硫含量則隨之降低。
原文出自http://www.sxgfl.com/news/detail/725.html 這個網頁上說的很專業的,你可以去看看
⑥ 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~~
⑦ (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
⑧ 提高鋼的淬透性,回火抗力,固溶強化及細晶強化作用的合金元素有哪些
提高鋼的淬透性,回火抗力,固溶強化及細晶強化作用的合金元素有哪些
合金元素對鋼力學性能的影響
1. 溶解於鐵起固溶強化作用
幾乎所有合金元素均能不同程度地溶於鐵素體、奧氏體中形成固溶體,使鋼的強度、硬度提高,但塑性韌性有所下降。使鋼具有強韌性的良好配合
2.形成碳化物,起第二相強化、硬化作用
按照與碳之間的相互作用不同,常用的合金元素分為非碳化物形成元素和碳化物形成元素兩大類。碳化物形成元素包括Ti、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn等,它們在鋼中能與碳結合形成碳化物,如TiC、VC、WC等,這些碳化物一般都具有高的硬度、高的熔點和穩定性,如果它們顆粒細小並在鋼中均勻分布時,則顯著提高鋼的強度、硬度和耐磨性。
3.使結構鋼中珠光體增加,起強化的作用
合金元素的加入,使Fe-Fe3C相圖中的共析點左移,因而,與相同含碳量的碳鋼相比,亞共析成分的結構鋼(一般結構鋼為亞共析鋼)含碳量更接近於共析成分,組織中珠光體的數量,使合金鋼的強度提高
二、合金元素對鋼工藝性能的影響
1.對熱處理的影響
1)對加熱過程奧氏體化的影響 :合金鋼熱處理可適當提高加熱溫度和延長保溫時間
合金鋼中的合金滲碳體、合金碳化物穩定性高,不易溶入奧氏體;合金元素溶入奧氏體後擴散很緩慢,因此合金鋼的奧氏體化速度比碳鋼慢,為加速奧氏體化,要求將合金鋼(錳鋼除外)加熱到較高的溫度和保溫較長的時間。除Mn外的所有合金元素都有阻礙奧氏體晶粒長大的作用,尤其是Ti、V等強碳化物形成的合金碳化物穩定性高,殘存在奧氏體晶界上,顯著地阻礙奧氏體晶粒長大。因此奧氏體化的晶粒一般比碳鋼細。
2)對過冷奧氏體轉變的影響 :合金鋼淬透性更好,可減小淬火冷速,減小淬火變形。但殘余奧氏體增多
除Co外,所有溶於奧氏體中的合金元素,都使過冷奧氏體的穩定性增大,使C曲線右移,馬氏體臨界冷卻速度減小,淬透性提高。這使得合金鋼利用較小的冷卻速度即能淬成馬氏體組織,可減小淬火變形。因此大尺寸、形狀復雜或要求精度高的重要零件需要用合金鋼製作。 除Co、Al外,大多數合金元素都使Ms點降低,使合金鋼淬火後的殘余奧氏體量比碳鋼多,這將對零件的淬火質量會產生不利影響
3)對回火轉變的影響 :合金鋼耐回火性好,回火後強韌性配合更好,有些鋼可產生「二次硬化」
合金鋼回火時馬氏體不易分解,抗軟化能力強,即提高了鋼的耐回火性,回火後能有更好的強韌性配合。 合金元素能提高馬氏體分解溫度,對於含有較多Cr、Mo、W、V等強碳化物形成元素的鋼,當加熱至500~600℃回火時,直接由馬氏體中析出合金碳化物,這些碳化物顆粒細小,分布彌散,使鋼的硬度不僅不降低,反而升高這種現象稱為「二次硬化」。但有些合金鋼應避免「回火脆性」的產生
2.對焊接性能的影響
淬透性良好的合金鋼在焊接時,容易在接頭處出現淬硬組織,使該處脆性增大,容易出現焊接裂紋;焊接時合金元素容易被氧化形成氧化物夾雜,使焊接質量下降,例如,在焊接不銹鋼時,形成Cr2O3夾雜,使焊縫質量受到影響,同時由於鉻的損失,不銹鋼的耐腐蝕性下降,所以高合金鋼最好採用保護作用好的氬弧焊
3.對鍛造性能的影響
由於合金元素溶入奧氏體後使變形抗力增加,使塑性變形困難,合金鋼鍛造需要施加更大的壓力噸位;同時合金元素使鋼的導熱性降低、脆性加大,增大了合金鋼鍛造時和鍛後冷卻中出現變形、開裂的傾向,因此合金鋼鍛後一般應控制終鍛溫度和冷卻速度。