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合金元素对钢的热处理淬火的影响

发布时间:2012-09-25 11:42:17
合金钢的种类 合金钢的分类方法很多,但最常用的是下面两种分类方法: (1)按用途分类
  合金结构钢:用于制造机械零件和工程结构的钢;
  合金工具钢:用于制造各种加工工具的钢;
  特殊性能钢:具有某种特殊物理、化学性能的钢,如不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。
(2)按所含合金元素总含量分类
  低合金钢:合金元素总含量<5%;
  中合金钢:合金元素总含量5%-10%;
  高合金钢:合金元素总含量>10%。
合金元素对钢的热处理的影响 合金元素对钢的热处理淬火的影响主要表现在对加热、冷却和回火过程中的相变等方面。 ①阻碍奥氏体的晶粒长大:几乎所有的合金元素(除锰以外)都能减缓钢的奥氏体化过程、阻止奥氏体晶粒的长大,尤其是碳化物形成元素钛、钒、钼、钨、铌、锆等。在元素周期表中,这些元素都位于铁的左侧,越远离铁,越易形成比铁的碳化物更稳定的碳化物,如TiC、VC、MoC等,这些碳化物在加热时很难溶解,能强烈地阻碍奥氏体晶粒的长大。因此,合金钢在淬火时,应相应地提高加热温度或延长保温时间,才能保证奥氏体化过程的充分进行,并且与相应的碳钢相比,在同样加热条件下,合金钢的组织较细,机械性能更高。 ②提高淬透性:大多数合金元素(除钴以外)当它们溶解于奥氏体中以后,都能提高过冷奥氏体的稳定性,使C曲线位置右移,临界冷却速度减小,从而提高钢的淬透性。合金元素对钢的淬透性的影响,由强到弱可以排列成下列次序:钼、锰、钨、铬、镍、钒,也能明显提高淬透性。所以对于合金钢就可以采用冷却能力较低的淬火剂淬火,如采用油淬,以减小零件的淬火变形和开裂倾向。 此外,多数合金元素(除钴、铝)溶入奥氏体后,使马氏体转变温度M。和M点下降,热处理淬火后钢中残余奥氏体含量增加。 ③提高回火稳定性:合金元素在回火过程中,由于合金元素的阻碍作用,推迟了马氏体的分解和残余奥氏体的转变,提离了铁素体的再结晶温度,使碳化物不易聚集长大,而保持较大的弥散度。 因此,提高了钢对回火软化的抗力,即提高了钢的回火稳定性。和碳素钢相比,在相同的回火温度下,合金钢比同样含碳量的碳素钢具有更高的硬度和强度,对工具钢和耐热钢尤为重要在达到相同强度的条件下,合金钢可以在更高的温度下回火,以充分消除内应力,而使韧性更好,这对结构钢尤为重要。 除此之外,一些碳化物形成元素如铬、钨、钼、钒等,在回火过程中又析出了新的更细的特殊碳化物,发挥了第二相的弥散强化作用,使硬度又进一步提高。这种二次硬化现象在合金工具钢中是很有价值的;而含铬、镍、锰、硅等元素的合金结构钢,在450-600℃范围内长期保温或回火后缓冷均出现高温回火脆性,应在回火后采用快冷。 本文参考《金属工艺基础与实践》一书。 相关链接 中国国际热处理展览会

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