合金元素對(duì)鋼熱處理的影響
1、對(duì)奧氏體化的影響——大多數(shù)合金元素(鎳、鈷除外)都減緩?qiáng)W氏體化過(guò)程。所以在熱處理時(shí)就需要比碳鋼更高的加熱溫度和更長(zhǎng)的保溫時(shí)間?!蓟锊灰朔纸狻?
2、對(duì)奧氏體晶粒大小的影響——大多數(shù)合金元素有阻礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大的作用。但錳和硼卻相反,可以促進(jìn)奧氏體晶粒長(zhǎng)大,所以,除錳鋼外,合金鋼在加熱時(shí)不易過(guò)熱。這樣有利于在淬火后獲得細(xì)馬氏體;也有利于適當(dāng)提高加熱溫度,使奧氏體中溶有更多的合金元素增加淬透性和提高鋼的力學(xué)性能。 [2]
3、合金元素對(duì)過(guò)奧氏體轉(zhuǎn)變的影響——除鈷外,所有合金元素都使C曲線右移,降低鋼的臨界冷卻速度,提高鋼的淬透性(如圖7-4)。有些合金元素還使C曲線的形狀發(fā)生改變。另外,大多數(shù)合金元素還使Ms點(diǎn)下降。
對(duì)鋼的晶粒度和淬透性的影響
影響奧氏體晶粒度的因素很多。鋼的脫氧和合金化情況均與“奧氏體本質(zhì)晶粒度”有關(guān)。一般來(lái)說(shuō),一些不形成碳化物的元素,如鎳、硅、銅、鈷等,阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大的作用較弱,而錳、磷則有促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大的傾向。碳化物形成元素如鎢、鉬、鉻等,對(duì)阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大起中等作用。強(qiáng)碳化物形成元素如釩、鈦、鈮、鋯等,強(qiáng)烈地阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大,起細(xì)化晶粒作用。鋁雖然屬于不形成碳化物元素,但卻是細(xì)化晶粒和控制晶粒開(kāi)始粗化溫度的常用的元素。
鋼的淬透性(見(jiàn)淬火)高低主要取決于化學(xué)成分和晶粒度。除鈷和鋁等元素外,大部分合金元素溶入固溶體后都不同程度地抑制過(guò)冷奧氏體向珠光體和貝氏體的相變,增加獲得馬氏體組織的數(shù)量,即提高鋼的淬透性。
按合金元素的含量分
1)低合金鋼 合金元素總含量小于等于5%;
2)中合金鋼 合金元素總含量在5%~10%之間;
3)高合金鋼 合金元素總含量大于等于10%;
2、按合金元素的種類分
有鉻鋼、錳鋼、鉻錳鋼、鉻鎳鋼、鉻鎳鉬鋼、硅錳鉬釩鋼等。
合金鋼根據(jù)各種元素在鋼中形成碳化物的傾向,可分為三類:
①?gòu)?qiáng)碳化物形成元素,如釩、鈦、鈮、鋯等。
這類元素只要有足夠的碳,在適當(dāng)?shù)臈l件下,就形成各自的碳化物;僅在缺碳或高溫的條件下,才以原子狀態(tài)進(jìn)入固溶體中。
②碳化物形成元素,如錳、鉻、鎢、鉬等。這類元素一部分以原子狀態(tài)進(jìn)入固溶體中,另一部分形成置換式合金滲碳體,如(Fe,Mn)3C、(Fe,Cr)3C等,如果含量超過(guò)一定限度(除錳以外),又將形成各自的碳化物,如(Fe,Cr)7C3、(Fe,W)6C等。
③ 不形成碳化物元素,如硅、鋁、銅、鎳、鈷等。這類元素一般以原子狀態(tài)存在于奧氏體、鐵素體等固溶體中。合金元素中一些比較活潑的元素,如鋁、錳、硅、鈦、鋯等,極易和鋼中的氧和氮化合,形成穩(wěn)定的氧化物和氮化物,一般以?shī)A雜物的形態(tài)存在于鋼中。錳、鋯等元素也和硫形成硫化物夾雜。鋼中含有足夠數(shù)量的鎳、鈦、鋁、鉬等元素時(shí)能形成不同類型的金屬間化合物。有的合金元素如銅、鉛等,如果含量超過(guò)它在鋼中的溶解度,則以較純的金屬相存在。