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主要合金元素對鋼熱處理的影響
作者:藍鵬測控發布時間:2023-03-08閱讀次數:次
C作為鋼中重要的元素之一,其含量直接影響鋼的硬度、韌性、強度、淬硬性和焊接性能。含碳量高,硬度高,但韌性差,熱處理開裂傾向大,焊接性較差;含碳量過低,硬度低,淬硬性、耐磨性差。
Si在鋼中不形成碳化物,而是以固溶體的形態存在于鐵素體或奧氏體中。Si提高鋼中固溶體的強度;但Si含量過高,鋼的過熱敏感性大。
Mn是擴大奧氏體相區的元素,隨其含量的增加,不但降低共析溫度,還降低共析點的含碳量。因此,在相同含碳量及冷卻速度下,隨著鋼中含Mn量的增加,顯微組織中的珠光體不但細化,而且數量亦增多.從而導致鋼的強度和硬度升高,能顯著提高鋼的淬透性。Mn的不利一面是增大鋼的過熱敏感性,晶粒易粗大;另外,還增大回火脆性。
Cr含量對材料的強度、塑性和低溫沖擊韌性均有較大影響,這是由于Cr能固溶于鐵素體和奧氏體中,與鋼中的C形成多種碳化物。Cr固溶于奧氏體時,可提高鋼的淬透性。當Cr與C形成復雜碳化物并在鋼中彌散析出時,可起到彌散強化作用。但是Cr在鋼中起強化作用的同時亦使塑性有所降低,并增加回火脆性。
就調質鋼而言,Mo含量的增加,材料的強度、塑性和低溫沖擊韌性均有較大提高。由于Mo固溶于鐵素體和奧氏體時,可使鋼的C曲線右移,從而顯著提高鋼的淬透性,而且Mo能顯著提高鋼的再結晶溫度,提高回火穩定性,調質后可獲得細晶粒的索氏體,使強韌性得到改善。當形成Mo的碳化物時,可起到彌散強化作用。當Mo含量較低時(<0.30%),主要以固溶強化、提高淬透性和回火穩定性為主。
Ni可提高調質鋼的淬透性,并能改善鋼在低溫下的韌性,使韌脆轉變溫度下降。隨Ni含量的增加,材料的強度和塑性均有提高,特別對低溫沖擊韌性提高幅度比較大。這是由于Ni在鋼中只形成固溶體,而且固溶強化作用不明顯,而主要是通過在塑性變形時增加晶格滑移面來提高材料塑性。
微量B能使鋼的淬透性顯著提高。目前較為一致的看法是奧氏體在淬火冷卻過程中硼原子偏聚于晶界上,降低晶界能,抑制了鐵素體的形核,推遲鐵素體的形成,同時晶界上的硼原子也阻滯晶界原子的擴散,使鐵素體在晶界上擴散形核減緩,從而增加淬透性。
Si在鋼中不形成碳化物,而是以固溶體的形態存在于鐵素體或奧氏體中。Si提高鋼中固溶體的強度;但Si含量過高,鋼的過熱敏感性大。
Mn是擴大奧氏體相區的元素,隨其含量的增加,不但降低共析溫度,還降低共析點的含碳量。因此,在相同含碳量及冷卻速度下,隨著鋼中含Mn量的增加,顯微組織中的珠光體不但細化,而且數量亦增多.從而導致鋼的強度和硬度升高,能顯著提高鋼的淬透性。Mn的不利一面是增大鋼的過熱敏感性,晶粒易粗大;另外,還增大回火脆性。
Cr含量對材料的強度、塑性和低溫沖擊韌性均有較大影響,這是由于Cr能固溶于鐵素體和奧氏體中,與鋼中的C形成多種碳化物。Cr固溶于奧氏體時,可提高鋼的淬透性。當Cr與C形成復雜碳化物并在鋼中彌散析出時,可起到彌散強化作用。但是Cr在鋼中起強化作用的同時亦使塑性有所降低,并增加回火脆性。
就調質鋼而言,Mo含量的增加,材料的強度、塑性和低溫沖擊韌性均有較大提高。由于Mo固溶于鐵素體和奧氏體時,可使鋼的C曲線右移,從而顯著提高鋼的淬透性,而且Mo能顯著提高鋼的再結晶溫度,提高回火穩定性,調質后可獲得細晶粒的索氏體,使強韌性得到改善。當形成Mo的碳化物時,可起到彌散強化作用。當Mo含量較低時(<0.30%),主要以固溶強化、提高淬透性和回火穩定性為主。
Ni可提高調質鋼的淬透性,并能改善鋼在低溫下的韌性,使韌脆轉變溫度下降。隨Ni含量的增加,材料的強度和塑性均有提高,特別對低溫沖擊韌性提高幅度比較大。這是由于Ni在鋼中只形成固溶體,而且固溶強化作用不明顯,而主要是通過在塑性變形時增加晶格滑移面來提高材料塑性。
微量B能使鋼的淬透性顯著提高。目前較為一致的看法是奧氏體在淬火冷卻過程中硼原子偏聚于晶界上,降低晶界能,抑制了鐵素體的形核,推遲鐵素體的形成,同時晶界上的硼原子也阻滯晶界原子的擴散,使鐵素體在晶界上擴散形核減緩,從而增加淬透性。
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