机械工程材料沈莲04章合金钢

这样，大尺寸的零件淬火后，整个截面上组织 较均匀，性能较一致，而且可以选用冷却速度较低 的淬火介质（如油），避免淬火时的变形开裂。
如果合金元素含量很高，在空气中冷却也能得 到马氏体。
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“第二类回火脆性”是在500~650℃回火后缓 慢冷却出现的冲击韧性下降现象。这类回火脆性只 在含Cr、Mn或Cr-Ni、Cr-Mn的合金钢中出现。
若回火后快冷或在钢中加入0.2~0.3%的Mo或 0.4%~0.8%的W可以防止防止第二类回火脆性。
实际生产中，为了防止第二类回火脆性，对于 小尺寸零件，通常采用回火后快冷的方法，对于大 尺寸零件，则选用含Mo、W的钢制造。
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（3）提高回火抗力，产生二次硬化
回火抗力：淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降 的能力。硬度下降越慢，则回火抗力越高。
合金元素固溶于淬火马氏体中减慢了碳的扩散， 阻碍碳化物从过饱和固溶体中析出，推迟了马氏体 的分解，延缓硬度下降，因而合金钢具有较高的回 火抗力。
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2. 合金元素提高钢的使用性能
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（1）合金元素使钢得到强化
如第二章所述，钢的塑性变形是位错的远动形 成滑移带造成的。钢中的溶质原子、第二相粒子、 晶界都是位错运动的障碍，从而都会使钢的强度、 硬度升高，产生固溶强化、第二相强化、细晶强化。
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（4）防止第二类回火脆性
回火脆性：淬火钢回火后出现韧性下降的现象。
在250~400℃出现 的韧性下降现象，称为 “第一类回火脆性”。 无有效方法消除它，通 常只有避免在此温度范 围内回火。
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一、合金元素在钢中的作用
合金元素在钢中可以与铁和碳形成固溶体（合 金奥氏体、合金铁素体），也可以与铁和碳形成碳 化物（合金渗碳体、特殊碳化物），不同合金元素 也可以相互之间形成金属间化合物，从而改变钢的 组织和性能。
二次硬化对高合金工具钢十分重要，使刃具、 模具、在较高温度下仍保持高硬度。
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图4-2 合金元素对回火的影响 a）Si的影响 b）Mo的影响
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1. 合金元素改善钢的热处理工艺性能
（1）细化奥氏体晶粒
除Mn以外，所有的合金元素都能阻碍钢在加 热时奥氏体晶粒长大，尤其以Ti、V、Nb、Zr、Al 的作用最大，它们在钢中形成TiC、VC、NbC、 ZrC、AlN细微质点，阻碍晶界移动，显著细化奥 氏体晶粒，从而使钢热处理后的组织细化。
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1） 固溶强化 合金元素Ni、Si、Al、Co、Cu、Mn、Cr、 Mo、W可固溶于铁素体、奥氏体、马氏体中引起 晶格畸变，增加了位错运动阻力，产生固溶强化。
与同等碳含量的碳钢相比，在同样的回火温度 下，合金钢有较高的强度和硬度；而回火至同一硬 度，则合金钢的回火温度高，其塑性、韧性较好。
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当钢中Cr、W、Mo、V等的含量超过一定量 时，在400℃以上还会形成弥散分布的特殊碳化物 Cr7C3、W2C、Mo2C、VC等，使硬度重新升高， 直至500~600℃硬度达到最高值。这种淬火钢在较 高温度回火，硬度不下降反而升高的现象称为二次 硬化。
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第四章 合金钢
ALLOY STEELS
碳钢的优点：（1）经热处理后具有良好的综 合力学性能；（2）冶炼工艺简单，成本低；（3） 压力加工性能好；（4）切削加工性能好。
碳钢的缺点：（1）淬透性低；（2）回火抗力 差：淬火钢在回火过程中硬度、强度下降过多； （3）强度不够高；（4）不具备特殊性能：耐高 温、耐低温、耐磨损、耐腐蚀。
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（2）提高淬透性
除Co以外，所有的合金元素固溶于奥氏体中增 加了奥氏体的稳定性，减慢了过冷奥氏体分解速度， 使奥氏体等温转变图右移，因而降低了钢淬火时的 临界冷却速度V临，提高了淬透性。
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要求减轻自重的大型构件和受力复杂、负荷大、
速度高的重要机械零件以及在高温、低温、腐蚀、
磨损等恶劣环境下工作的零构件，显然不能用碳钢
来制造。wk.baidu.com
合金钢就是指为了改善钢的性能，在碳钢中特 意加入某些合金元素的钢。
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第一节 概述
ABSTRACT OF ALLOY STEELS
合金钢就是指在碳钢中特意加入某些合金元素 的钢。
常用合金元素有Cr、Mn（锰）、Co（钴）、 Cu、Si、Al、B（硼）、W（钨）、Mo（钼）、V （钒）、Ti（钛）、Nb（铌）、Zr（锆）、RE （稀土元素）。