合金元素对材料的影响.ppt

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1、合金元素对材料的影响锰Mn锰是良好的脱氧剂和脱硫剂。钢中一般都含有一定量的锰，它能消除或减弱由于硫所引起的钢的热脆性，从而改善钢的热加工性能。锰和铁形成固溶体，提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度；同时又是碳化物形成元素，进入渗碳体中取代一部分铁原子。锰在钢中由于降低临界转变温度。起到细化珠光体的作用。也间接地起到提高珠光体钢强度的作用；锰稳定奥氏体组织的能力仅次于镍，也强烈增加钢的淬透性。已用含量不超过2%的锰与其他元素配合制成多种合金钢。锰具有资源丰富、效能多样的特点，获得了广泛的应用，如含锰较高的碳素结构钢、弹簧钢。在高碳高锰耐磨钢中。锰含量可达10%一14%，经固溶处理后有良好的韧性

2、，当受到冲击而变形时，表面层将因变形而强化，具有高的耐磨性。锰与硫形成熔点较高的MnS。可防止因FeS而导致的热脆现象。锰有增加钢晶粒粗化的倾向和回火脆性敏感性。若冶炼浇铸和锻轧后冷却不当，容易使钢产生白点。一、对钢的显做组织及热处理的作用A、锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，工业用钢中一般均含有一定量的锰。B、锰固溶于铁素体和奥氏体中．扩大奥氏体区，使临界温度A4点升高，A3点降低，(α+γ)区下移．当锰含量超过12％时，上临界点降至室温以下，使钢在室温时形成单一奥氏体组织。在降低共析温度同时，使共析体中的碳含量减少。C、锰强烈降低钢的Ar1和马氏体转变温度(其作用仅次于碳）和钢中相变的速度，提

3、高钢的淬透性，增加残余奥氏体含量。D、使钢的调质组织均匀、细化，避免了渗碳层中碳化物的聚集成块，但增大了钢的过热敏感性和回火脆性倾向。E、锰是弱碳化物形成元素。二、对钢的力学性能的作用A、锰强化铁素体或奥氏体的作用不及碳，磷、硅，在增加强度的同时，对延展性无影响。B、由于细化了珠光体，显著提高低碳和中碳珠光体钢的强度，使延展性有所降低C、通过提高淬透性而提高了调质处理索氏体钢的力学性能。D、在严格控制热处理工艺、避免过热时的晶粒长大以及回火脆性的前提下，锰不会降低钢的韧性。三、对钢的物理、化学及工艺性能的作用A、随锰含量的增加，钢的热导率急剧下降，线胀系数上升，使快速加热或冷却时形成较大内

4、应力，工件开裂倾向增大。B、使钢的电导率急剧降低，电阻率相应增大，电阻温度系数下降。C、使矫顽力增大，饱和磁感、剩余磁感和磁导率均下降，因而锰对永磁合金有利，对软磁合金有害。D、锰含量很高时，钢的抗氧化性能下降E、使钢中的硫形成较高熔点的MnS，避免了晶界上的FeS薄膜，消除钢的热脆性，改善热加工性能。F、高锰奥氏体钢的变形阻力较大，且钢锭中柱状结晶明显，锻轧时较易开裂。铬Cr铬能增加钢的淬透性并有二次硬化作用。可提高高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆；含量超过12%时。使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀的作用。还增加钢的热强性，铬为不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。铬能提高碳素钢轧

5、制状态的强度和硬度。降低伸长率和断面收缩率。当铬含量超过15%时，强度和硬度将下降，伸长率和断面收缩率则相应地有所提高。含铬钢的零件经研磨容易获得较高的表面加工质量。铬在调质结构钢中的主要作用是提高淬透性。使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能，在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物，从而提高材料表面的耐磨性。含铬的弹簧钢在热处理时不易脱碳。铬能提高工具钢的耐磨性、硬度和红硬性。有良好的回火稳定性。在电热合金中，铬能提高合金的抗氧化性、电阻和强度。铬对构件性能的影响一、对钢的显做组织及热处理的作用A、铬与铁形成连续固溶体，缩小奥氏体相区城。铬与碳形成多种碳化物，与碳的亲和力大于铁和锰而低于钨、钼

6、等。铬与铁可形成金属间化合物σ相(FeCr)。B、铬使珠光体中碳的浓度及奥氏体中碳的极限溶解度减少。C、减缓奥氏体的分解速度，显著提高钢的淬透性。但亦增加钢的回火脆性倾向。二、对钢的力学性能的作用A、提高钢的强度和硬度．时加入其他合金元素时，效果较显著。B、显著提高钢的脆性转变温度。C、在含铬量高的Fe-Cr合金中，若有σ相析出，冲击韧性急剧下降。三、对钢的物理、化学及工艺性能的作用A、提高钢的耐磨性，经研磨，易获得较高的表面光洁度。B、降低钢的电导率，降低电阻温度系数。C、提高钢的矫顽力和剩余磁感．广泛用于制造永磁钢。D、铬促使钢的表面形成钝化膜，当有一定含量的铭时，显著提高钢的耐腐蚀性

7、能（特别是硝酸）。若有铬的碳化物析出时，使钢的耐腐蚀性能下降E、提高钢的抗氧化性能。F、铬钢中易形成树枝状偏析，降低钢的塑性。G、由于铬使钢的热导率下降，热加工时要缓慢升温，锻、轧后要缓冷。铬在钢中的应用A、合金结构钢中主要利用铬提高淬透性，并可在渗碳表面形成含铬碳化物以提高耐磨性。B、弹簧钢中利用铬和共他合金元素一起提供的综合性能。C、轴承钢中主要利用铬的特殊碳化物对耐磨性的贡献及研磨后表面光沽度高的优点。D、工具钢和