钢的合金化.

● 减缓A化过程（Ni、Co除外）
合金碳化物难熔，阻碍C的扩散，需提高加热温度，延长保温时间。
● 细化晶粒 —— 合金元素及其碳化物（ Mn除外）阻止A 晶粒长大。
V、Ti、Nb、Zr
强烈阻碍
W、Mo、Cr
Si、Ni、Cu
Mn、P、B 促进晶粒长大
中等阻碍
影响不大
２. 对C曲线的影响
1) 使C曲线右移（过冷A稳定性↑ ），Vk↓，淬透性↑（Co除外）
√
c. 920℃
上述正确淬火后的显微组织为： a. M 22) 完全退火主要适用于： a. 亚共析钢
√
b. F + M
c. M + P c. 过共析钢
√
b. 共析钢
作业2e 参考答案 P 13
4. 23) 钢的回火处理是在： a. 退火后进行 b. 正火后进行 c. 淬火后进行
√
24) 20钢的渗C温度范围是： a. 600～650℃ c. 900～950℃
2.5.2 合金元素对Fe-Fe3C相图的影响
1.扩大或缩小A、F 区 —— 如，室温下，1Cr18Ni9 为单相A，1Cr17Ti 为单相F 。 2.使使共析转变点S左移 → 钢中P%↑，强度增加 。
3.使共晶转变点E 左移 → 钢中出现Le ' 。
2.5.3 合金元素对热处理的影响
1. 对A化的影响
24) 淬火钢进行回火的目的是（ 消除淬火应力，调整力学性能 回火温度越高，钢的强度与硬度越（ ）。 低 3. 22) 高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。（ No 23) 经退火后再高温回火的钢，能得到回火S 组织，具有良好的 综合机械性能。（ No ） 24) 钢的淬透性高，则其淬透层的深度也越大。（ Yes ） 25) 表面淬火既能改变钢的表面组织，也能改变心部组织和性能。（ No ） ）， ）
溶于F —— 形成合金F，产生固溶强化。 形成碳化物 —— 稳定性，熔点、硬度比Cm高得多， 显著提高钢的强、硬度。
合金渗碳体，如 (Fe, Mn)3C ； 特殊碳化物，如 Cr7C3、MoC、WC、VC、TiC 。
1.溶于铁中（除Pb）：
●扩大A区的元素（奥氏体稳定化元素）：
Mn、Ni、Co、C、N、Cu A3点（γ—α）下降，A4点（δ—γ）上升
降的能力 ）－－回火抗力
合金元素使得M 分解、碳化物长大、残余A转变、F回复 与再结晶被推迟到较高的温度才发生。
回火温度相同时，合金钢中析出的碳化物更细小，其强度更高。
２）产生二次硬化
弥散硬化 —— 第二相（沉淀）强化 回火温度较高时析出细小、 高硬度的合金碳化物，如Mo2C ，使硬度反而提高。 （韧性也大大↑ ）
正火时，S片间距↓（或 →B、M）, 强度↑ 2）使 Ms、Mf 点下降，淬火后残余A量↑, 硬度↓ （Co，Al 除外）
非碳化物合金元素对碳钢C曲线的影响
碳化物合金元素对碳钢C曲线的影响
奥氏体中含碳量对C曲线位置的影响:
温 度 A1
亚共 析钢
过共 析钢
共析 钢
时间
３. 对回火转变的影响
1） 提高回火稳定性（淬硬的钢在回火过程中抵抗强度、硬度下
√
b. 800～820℃ c. 1000～1050℃
25) 钢的淬透性主要取决于： a. C含量 b. 冷却介质 c. 合金元素
Mn、Ni：完全扩大A区的元素（ A3点下降到室温下，α相区消失）
●缩小A区的元素（铁素体稳定化元素）：
Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr
A3点（γ—α）上升，A4点（δ—γ）下降
完全封闭A区的元素（Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si ）
2.形成碳化物：
常用的碳化物形成元素： Mn、Cr、W、V、Nb、Zr、Ti 非碳化物形成元素： Ni、Cr、Cu、Si、Al、N、B等（基本上都溶于F或A中）
Mo 、W、Cr、V、Mn 等
二次淬火
回火时残余A中析出合金碳化物 → A 中 C% ↓ → Ms、Mf ↑，
随后冷却时→M
w(C)=0.35%的钼钢的回火温度与硬度的关系
３）增大回火脆性
淬火钢在某一温度范围回火时，韧性明显下降。（合金钢较明显）
第一类回火脆性: 250～400℃，不可逆 。 第二类回火脆性: 450～650℃，可逆， 回火后快冷可避免脆 化。
2.5.4 合金元素对机械性能的影响
合金钢的强化机制： 固溶强化 位错强化 细晶强化（F、M晶粒度，P片间距↓） 第二相强化（沉淀强化、析出强化）
对淬火、回火状态下机械性能的影响
淬火+回火是钢最经济有效的综合强化方法？
M体中有高密度的位错； M体被分割成许多细小的取向不同的M体束： M体是过饱和的固溶体： M体回火时析出碳化物
作业2e 参考答案 P 12
4. 19) 淬硬性好的钢具有： a. 高的合金元素含量 b. 高的含C量
√
c. 低的含C量
20) 对形状复杂、截面变化大的零件进行淬火时，应选用： a. 高淬透性钢
√
b. 中淬透性钢
c. 低淬透性钢21) 直源自为10mm的40钢的常规淬火温度大约为：（Ac3 = 780℃） a. 750℃ b. 850℃
作业2e 参考答案 P 9-11
2. 21) 钢的淬透性越高，则其C曲线的位置越（ 靠右 ），说明临界冷却速度 越（ ）。 小 22) 球化退火的主要目的是（ 降低硬度,提高切削性及韧性 ），它主要 适用于（ 过共析钢 ）钢。 23) 亚共析钢的正常淬火温度范围是（ Ac3 + 30 ～ 50℃ ）， 过共析钢的正常淬火温度范围是（ ）。 Ac1 + 30 ～ 50℃
合金元素对提高机械性能的主要目的： 淬透性、回火稳定性、二次硬化
小结
重点要求
1. 合金元素在钢中的作用，合金元素对钢的热 处理、机械性能的影响。
2. 回火稳定性、回火脆性、弥散硬化、二次硬 化等概念。
作 业 2f
P 10 ~ 16
2. 27) 3. 26)，28)
week11, Nov 9
5. 26)，29)，33)
第2章 金属材料的 组织与性能控制
2.1
2.2 2.3 2.4 2.5 2.6
纯金属的结晶
合金的结晶 金属的塑性加工 钢的热处理
钢的合金化
表面技术
2.5 钢的合金化
碳钢：价格低，但是，
力学性能低，淬透性低，回火抗力差， 耐热、耐低温、耐蚀等特殊性能差。 合金钢 ：在碳钢中加入某些合金元素
2.5.1 合金元素与铁、碳的相互作用