合金钢

三、合金元素对钢在加热过程和冷却时的转变影响
3.1合金元素对钢的加热时相和组织的转变的影响 合金钢加热时A的形成过程中其上和碳钢有相同的 规律 即包括A的形成和长大、碳化物的溶解以及A的均匀化，全 过程都与合金元素有关。 1）合金钢中A的形成过程主要取决于C和合金元素的重新分 布和均匀化。其中C的扩散速度将是主导因素，合金元素本 身的扩散也将影响整个过程。例如Co和Li提高C在A中的扩 散速度加快A的形成速度；Si、Al、 Mn对A中C的扩散速度 影响较小所以对A的形成速度影响较小，碳化物形成元素Cr、 Mo、W、Ti、V等与C有较强的亲和力，显著减慢C在A中的 扩散速度，故使A的形成速度大大减慢。
四、合金元素对回火转变影响
合金元素能使淬火钢在回火过程中的组织分解和转变速 度减慢，增加回火抗力，提高回火稳定性，从而使钢的 硬度随回火温度的升高而下降的程度减弱，在其碳化物 形成元素的作用下，甚至在回火时出现二次硬化现象。
§1 合金钢的基础知识
碳钢：价格低，但力学性能低，淬透性低，回火抗力差，不
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合金元素对 S 点成分的影响
合金元素对A1线的影响
三．合金元素对钢的热处理的影响 1. 加热时对奥氏体形成的影响
① 减缓A化过程（Ni、Co除外）
合金碳化物熔点高、难分解，障碍C的扩散，热处理时要 提高加热温度或延长保温时间。 ② 影响A晶粒长大 强烈阻止A晶粒长大的元素：铝、钛、铌、锆


中等阻止A晶粒长大的元素：钨、钼、铬
2）对碳化物向A溶解过程中的影响 由于合金元素造成的 扩散困难，因此合金钢在加热时需要较高的温度和较长的 时间。 3）合金元素A中的均匀化，也是由于这些元素的扩散速度 决定的。合金元素的扩散速度远低于C的扩散速度，所以合 金钢需要较长的保温时间。 3.2 合金元素对过冷A转变的影响 合金元素对过冷A分解的影响总的说来除了Co以外,所有溶 入A中的合金元素都推迟过冷A的分解即使C曲线右移。 1. 其中非碳化物形成元素及弱碳化物形成元素如Ni、Mn、 Si、Cu、Al等都增加过冷A的稳定性，延长过冷A的转变使 曲线右移。
2. 与碳作用形成合金碳化物如 (Fe， Mn)3C
弱碳化物元素: Fe、Mn。 中强碳化物元素: Cr、Mo、W。 强碳化物元素: V、Ti、Nb、Zr。 3. 单独形成特殊碳化物，如TiC、NbC、VC，具有高熔点、 高硬度、高耐磨的性能，且稳定性极高。
二．合金元素对Fe-Fe3C相图的影响
1. 影响A和F相区的范围
Mn、Ni、Co等扩大γ相区，扩大A存在的区域，如
1Cr18Ni9和ZGMn13，室温下单相A Cr、Mo、W、V、Ti、Si缩小γ相区均缩小A存在区域，如 1Cr17Ti高铬铁素体不锈钢
Mn对奥氏体区的影响
Cr对奥氏体区的影响
2. 使S、E点左移，并使A1线的温度变化。
促进A晶粒长大的元素：锰、磷、碳
2. 冷却时对过冷A转变的影响
除Co外，合金元素的加入使C曲线右移。即增大过冷A的稳 定性，提高钢的淬透性。增强淬透性常用的元素有: Mn、Mo、Si、Ni、B等。 Cr、
能满足特殊性能要求（如耐热、耐低温、耐蚀等）。
合金钢 ：在碳钢的基础上，加入某些合金元素而得到的钢。 一．合金元素对钢中基本相的影响 二．合金元素对Fe-Fe3C相图的影响。 三． 合金元素对钢的热处理的影响。
一． 合金元素对钢中基本相的影响
1. 溶于基体中形成合金 F 或合金 A
合金元素溶入铁素体后，产生固溶强化，使铁素体的 强度、硬度提高，但塑性、韧性都有下降趋势。
§1 合金元素对钢中基本相、Fe-Fe3C相图以及钢中 转变的影响 一、合金元素对钢中基本相的影响
碳钢中的基本相在退火、正火及调质状态时相为F和 Fe3C 。当钢中加入少量合金元素时，有可能一部份溶于F形 成合金铁素体，而另一部分溶于Fe3C形成合金Fe3C 。 形成铁素体的元素：Ni、Si、AL、CO 形成合金渗碳体的元素：Cr、W、Mo、V、Nb 既溶于F又溶于Fe3C的元素：Mn 溶于F中的合金元素F对起强化作用表现在HB、AK方面。 而溶于Fe3C 中的合金元素提高了Fe3C的稳定性。
二、合金元素对铁碳相图的影响
为了说明合金元素对Fe-Fe3C相图的影 响规律， 先介绍一下合金元素与Fe的相互的作用。一些合金 元素与Fe相互作用，扩大了γ相区Ni、Mn、Co、C、 N、Cu；缩小γ区：Cr、V、Mo、W、Ti、Al、Si、 B、Nb、Ta、Zr 合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 A3点是α-Fe== γ-Fe转变临界温度,A4是γ-Fe =δ-Fe 转变的临界温度。 1> 凡是能扩大γ区的元素会使A4点上升A3点下降从 而使 Fe-Fe3C 相图的γ区扩大E点和S点向右向下移 动。 2>凡是能缩小区的元素会使A4点下降A3点上升从 而使Fe- Fe3C 相图的γ区缩小E点和S点向左向上移 动。
2.碳化物形成元素如Cr、Mo、W、V等当溶于A后，对过 冷A等温转变曲线的影响是使C曲线右移，由于它们对推 迟P的转变和贝氏体转变的作用大小不同,使过冷A等温转 变曲线发生分离,出现两个过冷A最不稳定区，其上部为 珠光体转变区下部为贝氏体变区。在两区之间（约 500~600）过冷A具有较大的稳定性。 合金元素除 Co 和 Al 外大多数合金元素总是不同程度地 降低 M 的转变温度，并增加 A 残余 A 量。
由上面的 分析可以知道 1>含Mn或Ni相当高的钢，因扩大了γ区，有可能在 室温下只有A单项存在而成为一种A钢. 如含13% Mn的ZGMn13耐磨钢含9%Ni的 1Cr18Ni9不锈钢 等均属于A类钢。 2>含Cr相当高的钢。因缩小了γ区的结果 有可能在 室温下只有F单相存在而成为一种F钢。如含17~ 28%Cr的Cr17、Cr25、Cr28等铬不锈钢均属于F 类型的钢。 3>由于合金元素使相图的S点、E点发生移动。因而 共析点的含碳量就不在是0.77%（A中的最大溶解 度也不在是2.11%)