金属材料第一章-简

合金元素对Wc=1.0%碳钢的点Ms的影响
合金元素对Wc=1.0%碳钢1150℃淬 火后残存奥氏体量的影响
合金钢回火时的二次硬化效应
层错界面是由于原子按最密排方式堆积时的堆积层错误而引起的， 可以有以下几种情况： （1）内层错：ABC ABC|BC ABC ABC ….. （2）外层错：ABC ABC(B)ABC ABC …… 它们形成了(BCBC)、(CBAB)的hcp晶体。如果fcc是稳定结构，则 其内部不稳定的hcp薄层就会使体系的能量升高，这就是层错能。
第一章 钢的合金化基础
钢中的合金元素及其分类依据 合金元素与铁和碳的相互作用及其对奥氏体层错能的 影响 钢的强化机制 改善钢的塑性和韧性的基本途径 合金元素对钢相变的影响 钢的冶金质量
第一章
钢的合金化基础 第一节 钢中的合金元素及其分类依据
一、合金元素在钢中的分布 H Li Be Na Mg B C Al Si He N O F Ne P S Cl Ar
（2）置换固溶元素 Ni提高钢基体的韧性；Mn在少量时也有效果；其他常用元素都降 低韧性，如图所示。 （3）晶粒度 由图可知，细化晶粒提高了强度，又大大降低了韧脆转变温度。
各强化机制在淬回火工艺过程中地变化 图，定量表示各机制对强度的贡献比较 困难。
除细化晶粒外，其他强化都提高韧脆转变温度Tk （图中是每提高15.4MPa强度对Tk的影响）；间 隙固溶强化不是最好的强韧途径；弥散沉淀强化 降低塑性和韧性较小，对强化贡献大，所以是一 个有效而实用的强化途径。
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Zr Nb Mo W
Βιβλιοθήκη Baidu 第一章
第二节 合金元素与铁和碳的相互作用 及其对奥氏体层错能的影响
一、合金元素与铁的相互作用 1 扩大奥氏体区的元素（奥氏体形成元素） 使A4点上升， A3点下降，导致奥氏体稳定区域扩大 无限扩大奥氏体区的元素：Ni, Mn, Co 有限扩大奥氏体区的元素：C, Cu, N
锰对γ相区的影响
铬对γ相区的影响
扩大γ相区的元素均使S点左移，A3下降；缩小γ相区的元素均使A3上升，S点左移。
2.对共析温度的影响 共析反应涉及到 α ↔ γ 同素异晶转变和碳化物的析出和溶解。
合金元素对共析温度的影响 扩大γ相区的元素降低S点温度, 缩小γ相区的元素提高S点温度
3.对共析点位置的影响 所有合金元素均使点S左移，降低了共析体中的WC。
奥氏体层错能对钢的力学性能的影响
层错能越低，越有利于位错扩展和形成层错，使横滑移困难，导致钢 的加工硬化趋势增大。 虽然锰和镍都是奥氏体形成元素，单独加入相当数量的镍和锰都可以 使钢在室温下获得单相奥氏体，但镍钢的冷变形性能优异，易于变形 加工。而锰钢的冷变形性能很差，却表现有很高的加工硬化趋势与耐 磨性。这种性能差异的原因，乃是镍和锰奥氏体层错能的影响不同所 致。
名称 碳素工具钢 滚珠轴衬钢 焊接用钢 钢轨钢 铆螺钢 船用钢 压力容器用钢 桥梁钢 锅炉钢 铸钢 沸腾钢 半真经过钢
汉字 碳 滚 焊 轨 铆螺 船 容 桥 锅 铸钢 沸 半
采用 符号 T G H U ML C R q g ZG F B
位置 牌号头 牌号头 牌号头 牌号头 牌号头 牌号尾 牌号尾 牌号尾 牌号尾 牌号头 牌号尾 牌号尾
合金元素对共析体WC的影响
三、合金元素对过冷奥氏体分解过程的影响 合金元素可以使钢的C-曲线发生显著变化。几乎所有的合金元素 （除Co）外都使C－曲线向右移动，即减慢珠光体类型转变产物 的形成速度。除Co、Al以外，所有的合金元素都使马氏体转变温 度下降。
非碳化物形成元素
碳化物形成元素
合金元素对碳钢C－曲线的影响
第一章
第二节 合金元素与铁和碳的相互作用 及其对奥氏体层错能的影响
钢的合金化基础
完全封闭奥氏体区的元素
缩小奥氏体区，但不使之封闭的元素
第一章
钢的合金化基础
第二节 合金元素与铁和碳的相互作用 及其对奥氏体层错能的影响
（a）WCr=17%时Ni 的影响 WNi=10%
（b）WNi=18%时Cr的影响 WCr=19%
9 合金工具 4CrW2Si 钢 CrWMn
10 高速工 具钢
W18Cr4V W12Cr4V5Co5
11 不锈钢 和耐热钢
1Cr13 00Cr18Ni10N 0Cr25Ni20
7.弹簧钢
50CrVA 55Si2Mn
8 滚动轴承钢
GCr9 GCr15SiMn
产品名称
牌号举例
牌号表示方法 4CrW2Si 4:含碳量,大于1%时不标,小 于1时,千分之几; 4CrW2Si: 化学元素含量,百 分之几 W18Cr4V 不标含碳量 W18Cr4V:化学元素符号及含 量,百分之几 1Cr13 1:含碳量,千分之几, Cr13:化学元素及符号:百分 之几
1.5合金元素对钢相变的影响
Fe-C相图是研究钢中相变和对碳钢进行热处理时 选择加热温度的依 据，因此有必要先了解合金元素对Fe-C相图的影响。 钢中有三个基本的相变过程：加热时奥氏体的形成、冷却时过冷奥氏 体的分解以及淬火马氏体回火时的转变。
一、合金元素对Fe-C相图的影响 1.对奥氏体相区的影响
50MnFA: 50:含碳量，万分之 几； Mn：元素，含 08F,45,20 40Mn,70Mn 量教高时标（0.701%); F:脱氧方法; A: 20g 质量等级
产品名称 3.低合金高强度 钢
牌号举例 Q295 Q345A
牌号表示方法 Q345A Q:钢材屈服强度 的屈,390: 屈服强 度,MPa,A:质量等 级 y40Mn: y:代表易 切削结构钢;40:含 碳量;万分之几;Mn: 易切削元素符号 T8MnA: T:代表碳 素工具钢; 8: 含碳 量,千分之几; Mn: 锰含量,含量教高 时标（0.70-1%);A 质量等级
钢的合金化基础
第一章
第二节 合金元素与铁和碳的相互作用 及其对奥氏体层错能的影响
钢的合金化基础
无限扩大奥氏体区的元素 Mn、 Ni、 Co
有限扩大奥氏体区的元素 C、 N、Cu
第一章
第二节 合金元素与铁和碳的相互作用 及其对奥氏体层错能的影响
钢的合金化基础
一、合金元素与铁的相互作用 2. 缩小奥氏体区的元素（铁素体形成元素） 使A4点下降， A3点上升，导致奥氏体稳定区域缩小 完全封闭奥氏体区的元素： Cr, Ti, V, W, Mo, Al, Si 缩小奥氏体区，但不使之封闭的元素：B, Nb, Zr
4.易切削结构钢 普通含锰钢 较高含锰钢 5.碳素工具钢 普通含锰钢 较高含锰钢
y12,y30 y40Mn, y45Ca
T7,T12A T8Mn
产品名称 6.合金结构钢
牌号举例 25Cr2MoVA 30CrMnSi
牌号表示方法 25Cr2MoVA 25:含碳量,万分之几 Cr2MOV:化学元素及含量,百 分之几; A:质量等级 50CrVA 50:含碳量,万分之几 CrV:化学元素符号和含量,以 百分之几表示;A:质量等级. GCr15SiMn G:代表滚动轴承钢 Cr15:含铬量,千分之几 SiMn:化学元素含量及符号, 百分之几
名称 高级 特级 超级
汉字 高 特 超
采用 符号 A T C
位置 牌号尾 牌号尾 牌号尾
常用钢铁产品的牌号表示方法
产品名称 1，碳素结构钢 牌号举例 Q195F Q215AF Q235Bb 牌号表示方法 Q235Bb Q:屈服强度的屈 235：屈服点（MPa) B:质量等级 b:脱氧方法
2。优质碳素结 构钢 普通含锰量 较高含锰量 锅炉用钢