1-1 钢的合金化

《1-1 钢的合金化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1第一章钢的合金化基础2主要内容0.前言1.钢中合金元素及其分类依据2.合金元素对钢的作用3.钢的强化机制4.改善钢塑性和韧性的途径5.合金元素对钢相变的影响6.钢的冶金质量0前言合金化：加入适当元素改变金属性能的方法。合金元素:为合金化所加入的元素。（主动加入）合金钢：合金化的钢杂质：由冶炼时原材料以及冶炼方法、工艺操作而带入的化学元素。（主要元素：Cr、Ni、Mo、W、V，Ti常存元素：Mn、Si……）猛烈落幕，乌龟还在？注意：合金元素不一定直接影响钢性能，大部分是由于影响相变过程341.钢中合金元素及其分类依据一、合金元素在钢中的分布第二周期：B、C、

2、N；第三周期：Al、Si第四周期：Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、第五周期：Zr、Nb、Mo第六周期：W、Ta、稀土元素S、P一般为杂质元素ⅠA0HⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAHeLiBeBCNOFNeNaMgⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧBⅠBⅡBAlSiPSClArKCaSeTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrPbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXeCsBaLaHfTaWReOsIrPtAuHgTiPdBiPoAtRn51钢中合金元素及其分类依据*表中字体颜色为绿色或深蓝色的元素为钢中常见合金元素；字体颜色为

3、深蓝色的元素，为钢中常见碳化物合金元素。*S,P,As,Sb,Pb,Sn,Bi通常为有害元素，但S，P，Pb在易切削钢中用来改进切削加工性能。61.钢中合金元素及其分类依据一、合金元素在钢中的分布溶入基体：溶于铁素体、奥氏体或马氏体中，形成固溶体；形成强化相：形成碳化物或金属间化合物形成非金属夹杂物：氧化物、氮化物或硫化物等以游离状态存在。Me存在形式取决于种类特点、含量、冶炼方法及热处理工艺等。及自身的特性。71.钢中合金元素及其分类依据二、合金元素的分类1、与铁的相互作用（1）奥氏体（austenite）形成元素：C、N、Mn、Cu、Ni、Co、W等，(

4、优先分布于奥氏体中)奥氏体形成能力=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu%（2）铁素体（ferrite）形成元素：Cr、V、Si、Al、Ti、Mo、W等，(优先分布于铁素体中)81.钢中合金元素及其分类依据二、合金元素的分类2、与碳的相互作用（1）非碳化物形成元素：Al、Si、Cu、Ni、P等，(易溶于奥氏体或铁素体中或形成夹杂)（2）碳化物形成元素：Cr、Mo、Zr、V、Ti、Nb等，(形成碳化物或溶于固溶体中)91.钢中合金元素及其分类依据二、合金元素的分类3、对奥氏体层错能的影响分类（1）提高奥氏体层错能的元素：Cu、Ni、C等；（2

5、）降低奥氏体层错能的元素：Mn、Cr、Ru(钌)、Ir(铱)等。（层错能愈小，出现层错的几率愈大）102.合金元素对钢的作用一、合金元素与铁的相互作用二、合金元素与碳的相互作用三、合金元素对奥氏体层错能的影响11一、合金元素与铁的相互作用γ−Fe面心立方α−Fe体心立方δ−Fe体心立方同素异构转变：同一种元素在固态下由于温度变化而发生的晶体结构的变化。912ºCA31394ºCA42.合金元素对钢的作用12Fe-M无限互溶Fe-M有限互溶一、合金元素与铁的相互作用（1）扩大γ区的元素：C、N、Cu、Mn、Ni、Co等（A4↑、A3↓）。S点左移M=C、N、C

6、uM=Mn、Ni、Co2.合金元素对钢的作用132.合金元素对钢的作用一、合金元素与铁的相互作用（2）缩小γ区的元素：（A3↑、A4↓）与铁素体无限互溶元素（Cr、V、Si、Al、Ti、Mo、W、Be等），使奥氏体区被封闭；与铁素体有限互溶元素（B、Nb、Ta、Zr）等，使奥氏体区缩小。14M=Cr、V等M=B、Nb等152.合金元素对钢的作用一、合金元素与铁的相互作用（教材P8）影响因素：点阵类型、原子尺寸、原子结构和电化学因素等。合金元素含量高时，与铁还可能形成金属间化合物。（如Fe-Cr、Fe-V、Fe-Mo等合金）总结：运用合金元素和铁的相互作用规律

7、，控制合金元素种类和含量，得到所需要的组织。162.合金元素对钢的作用二、合金元素与碳的相互作用表现在是否形成碳化物或形成碳化物倾向性的大小。（强化相）1、非碳化物形成元素：不与C形成化合物，但可固溶于α-Fe或γ-Fe中，或形成氮化物等化合物。元素包括：Ni、Cu、Si、Co、Al、N、P、S等周期表中Fe的“右”172.合金元素对钢的作用二、合金元素与碳的相互作用2、碳化物形成元素：（Fe、Mn、Cr、W、Mo、V、Nb、Zr、Ti）（1）周期表中Fe的“左”虽Ni,Co也可形成碳化物，但比Fe3C稳定性差，视为非碳化物形成元素Mn是碳化物形成元素，但极

8、易进入Fe3C中，形成合金渗碳体（2）d电子层未满：