杂质元素与合金元素在钢中的作用
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产生原因：因合金元素使原子扩散减 慢，淬火钢在回火时M不易分解，碳化物 不容易析出和长大，因而不易软化，故合 金钢的耐回火性较碳钢好。
4 钢的耐回火性
合金钢具有较好的耐回火性
意义:
合金钢淬火后经相同温度回火后，具 有比碳钢更高的硬度、强度和耐磨性。
在达到相同硬度的条件下，合金钢淬 火后可经受更高温度回火，使合金钢具 有比碳钢更好的塑性和韧性。
扬州市职业大学
《工程材料与热加工》课程
工业用钢
（杂质元素与合金元素在钢中的作用）
郝欣妮
目录页
PAGE OF CONTENT
1 钢中的元素
2 非合金钢中常存杂质元素的作用
3 合金元素在钢中的作用 4 钢的耐回火性
1
钢中的元素
1 钢中的元素
钢中的元素
钢中除Fe、C两种主要组成元素外。
杂质元素：因冶炼等原因，钢中不可避免地
存在的一些元素。
合金元素：为改善钢的性能，冶炼时有目
的地加入钢中的元素。
1 钢中的元素
2
非合金钢中常存杂质元素的作用
2 非合金钢中常存杂质元素及其作用
钢中的常存杂质元素
杂质元素：因冶炼等原因，钢中不可避免地存在的
一些元素。
2 非合金钢中常存杂质元素及其作用
来 源 炼钢时加入的脱氧剂。 有益作用 能消除FeO夹杂对钢的不良影响，
3 合金元素在钢中的作用
Fe、Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Zr、Ti
与碳的亲合力减小 与碳的亲合力增大
它们分别与碳形成合金渗碳体[(Fe,Mn)3C、 (Fe,Cr)3C]或特殊碳化物[WC、VC、TiC等]。 这些碳化物弥散分布时，能显著提高钢的强 度、硬度和耐磨性。
3 合金元素在钢中的作用
地址：扬州市润扬中路488号 邮政编码：225009
所有合金元素在高温时都能 溶入A中，除Co、Al外，都能使A 稳定性增加，使钢的淬透性提高。
3 合金元素在钢中的作用
2、合金元素对Fe-Fe3C相图的影响
扩大A相区的元素
对A相区的影响
Ni、Co、Mn 缩小A相区的元素
Cr、W、Mo、V、Ti、Al、Si
对E点、S点位置的影响
多数合金元素使S、E点左移，使合金钢共 析成分和共晶成分降低。
3 合金元素在钢中的作用
3、合金元素对钢的热处理的影响
对钢的A化的影响
除锰外，多数合金元素使钢A化速度减 慢，并阻碍A晶粒长大。
Baidu Nhomakorabea
对过冷A 转变影响
对钢回火 转变影响
提高钢的淬透性
降低M点（Ms、Mf) 提高钢的耐回火性
产生二次硬化
4
钢的耐回火性
4 钢的耐回火性
定义：淬火钢在回火时抵抗软化的能 力称为钢的耐回火性。
少量能溶入F中起固溶强化作用，
有益元素 提高钢的强度、硬度及弹性。 有害影响 过多会造成塑性下降，冲击性能
变差。
2 非合金钢中常存杂质元素及其作用
来 源 炼钢时加入的脱氧剂。
有益作用 能与S化合形成MnS，减轻S的
有益元素
有害影响；少量能溶入F 中起 固溶强化作用。
有害影响 过多会造成塑性下降。
2 非合金钢中常存杂质元素及其作用
尤其在低温时脆性更大，这种
有害元素 现象称为冷脆。
2 非合金钢中常存杂质元素及其作用
3
合金元素在钢中的作用
3 合金元素在钢中的作用
1、合金元素在钢中的存在形式
溶于铁素体F中 多数元素能溶于F中，因固溶强化而 提高强度、硬度，降低塑性。
形成合金碳化物 部分合金元素能与C化合形成碳化物， 称为碳化物形成元素。
来源 有益作用 有害影响
有害元素
炼钢原料和燃料。
在钢中形成FeS , FeS与Fe形成低熔 点（985℃）共晶体 分布在晶界上， 使得对钢进行热加工时容易脆化开 裂，这种现象称为热脆。
2 非合金钢中常存杂质元素及其作用
来 源 炼钢原料和燃料。 有益作用 少量能溶入F中，使强度、硬
度显著提高。
有害影响 引起钢的塑性和韧性急剧下降，
钢在较高温度回火后仍能保持高硬度和高耐 磨性的能力称为热硬性。这对于高速刀具和热作 模具等是非常重要的。
24
练习
1、钢中 S 元素引起热脆， P 元素引起冷脆。
2、什么是二次硬化现象? 答：淬火钢在一次回火或多次回火后硬度提高的现象 称为钢的二次硬化现象
Thank You
《工程材料与热加工》课程组
4 钢的耐回火性
钢的二次硬化
定义：淬火钢在一次回火或多次回火 后硬度提高的现象称为钢的二次硬化现 象。
产生原因：钢淬火后在500~600℃回 火时，析出弥散分布的碳化物；或残余 A在回火时转变为M（或B）。
4 钢的耐回火性
含有较多Mo、W、V等元素的合金 钢具有二次硬化现象 。
意义:
因合金元素提高钢的耐回火性并导致二次 硬化，使得合金钢在较高温度（500~600℃） 回火后，仍能保持高的硬度（≥60HRC）。
4 钢的耐回火性
合金钢具有较好的耐回火性
意义:
合金钢淬火后经相同温度回火后，具 有比碳钢更高的硬度、强度和耐磨性。
在达到相同硬度的条件下，合金钢淬 火后可经受更高温度回火，使合金钢具 有比碳钢更好的塑性和韧性。
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工业用钢
（杂质元素与合金元素在钢中的作用）
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1 钢中的元素
2 非合金钢中常存杂质元素的作用
3 合金元素在钢中的作用 4 钢的耐回火性
1
钢中的元素
1 钢中的元素
钢中的元素
钢中除Fe、C两种主要组成元素外。
杂质元素：因冶炼等原因，钢中不可避免地
存在的一些元素。
合金元素：为改善钢的性能，冶炼时有目
的地加入钢中的元素。
1 钢中的元素
2
非合金钢中常存杂质元素的作用
2 非合金钢中常存杂质元素及其作用
钢中的常存杂质元素
杂质元素：因冶炼等原因，钢中不可避免地存在的
一些元素。
2 非合金钢中常存杂质元素及其作用
来 源 炼钢时加入的脱氧剂。 有益作用 能消除FeO夹杂对钢的不良影响，
3 合金元素在钢中的作用
Fe、Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Zr、Ti
与碳的亲合力减小 与碳的亲合力增大
它们分别与碳形成合金渗碳体[(Fe,Mn)3C、 (Fe,Cr)3C]或特殊碳化物[WC、VC、TiC等]。 这些碳化物弥散分布时，能显著提高钢的强 度、硬度和耐磨性。
3 合金元素在钢中的作用
地址：扬州市润扬中路488号 邮政编码：225009
所有合金元素在高温时都能 溶入A中，除Co、Al外，都能使A 稳定性增加，使钢的淬透性提高。
3 合金元素在钢中的作用
2、合金元素对Fe-Fe3C相图的影响
扩大A相区的元素
对A相区的影响
Ni、Co、Mn 缩小A相区的元素
Cr、W、Mo、V、Ti、Al、Si
对E点、S点位置的影响
多数合金元素使S、E点左移，使合金钢共 析成分和共晶成分降低。
3 合金元素在钢中的作用
3、合金元素对钢的热处理的影响
对钢的A化的影响
除锰外，多数合金元素使钢A化速度减 慢，并阻碍A晶粒长大。
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对过冷A 转变影响
对钢回火 转变影响
提高钢的淬透性
降低M点（Ms、Mf) 提高钢的耐回火性
产生二次硬化
4
钢的耐回火性
4 钢的耐回火性
定义：淬火钢在回火时抵抗软化的能 力称为钢的耐回火性。
少量能溶入F中起固溶强化作用，
有益元素 提高钢的强度、硬度及弹性。 有害影响 过多会造成塑性下降，冲击性能
变差。
2 非合金钢中常存杂质元素及其作用
来 源 炼钢时加入的脱氧剂。
有益作用 能与S化合形成MnS，减轻S的
有益元素
有害影响；少量能溶入F 中起 固溶强化作用。
有害影响 过多会造成塑性下降。
2 非合金钢中常存杂质元素及其作用
尤其在低温时脆性更大，这种
有害元素 现象称为冷脆。
2 非合金钢中常存杂质元素及其作用
3
合金元素在钢中的作用
3 合金元素在钢中的作用
1、合金元素在钢中的存在形式
溶于铁素体F中 多数元素能溶于F中，因固溶强化而 提高强度、硬度，降低塑性。
形成合金碳化物 部分合金元素能与C化合形成碳化物， 称为碳化物形成元素。
来源 有益作用 有害影响
有害元素
炼钢原料和燃料。
在钢中形成FeS , FeS与Fe形成低熔 点（985℃）共晶体 分布在晶界上， 使得对钢进行热加工时容易脆化开 裂，这种现象称为热脆。
2 非合金钢中常存杂质元素及其作用
来 源 炼钢原料和燃料。 有益作用 少量能溶入F中，使强度、硬
度显著提高。
有害影响 引起钢的塑性和韧性急剧下降，
钢在较高温度回火后仍能保持高硬度和高耐 磨性的能力称为热硬性。这对于高速刀具和热作 模具等是非常重要的。
24
练习
1、钢中 S 元素引起热脆， P 元素引起冷脆。
2、什么是二次硬化现象? 答：淬火钢在一次回火或多次回火后硬度提高的现象 称为钢的二次硬化现象
Thank You
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4 钢的耐回火性
钢的二次硬化
定义：淬火钢在一次回火或多次回火 后硬度提高的现象称为钢的二次硬化现 象。
产生原因：钢淬火后在500~600℃回 火时，析出弥散分布的碳化物；或残余 A在回火时转变为M（或B）。
4 钢的耐回火性
含有较多Mo、W、V等元素的合金 钢具有二次硬化现象 。
意义:
因合金元素提高钢的耐回火性并导致二次 硬化，使得合金钢在较高温度（500~600℃） 回火后，仍能保持高的硬度（≥60HRC）。