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合金元素對鋼的熱處理淬火的影響

發布時間:2012-09-25 11:42:17
合金鋼的種類 合金鋼的分類方法很多,但最常用的是下面兩種分類方法: (1)按用途分類
  合金結構鋼:用于制造機械零件和工程結構的鋼;
  合金工具鋼:用于制造各種加工工具的鋼;
  特殊性能鋼:具有某種特殊物理、化學性能的鋼,如不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等。
(2)按所含合金元素總含量分類
  低合金鋼:合金元素總含量<5%;
  中合金鋼:合金元素總含量5%-10%;
  高合金鋼:合金元素總含量>10%。
合金元素對鋼的熱處理的影響 合金元素對鋼的熱處理淬火的影響主要表現在對加熱、冷卻和回火過程中的相變等方面。 ①阻礙奧氏體的晶粒長大:幾乎所有的合金元素(除錳以外)都能減緩鋼的奧氏體化過程、阻止奧氏體晶粒的長大,尤其是碳化物形成元素鈦、釩、鉬、鎢、鈮、鋯等。在元素周期表中,這些元素都位于鐵的左側,越遠離鐵,越易形成比鐵的碳化物更穩定的碳化物,如TiC、VC、MoC等,這些碳化物在加熱時很難溶解,能強烈地阻礙奧氏體晶粒的長大。因此,合金鋼在淬火時,應相應地提高加熱溫度或延長保溫時間,才能保證奧氏體化過程的充分進行,并且與相應的碳鋼相比,在同樣加熱條件下,合金鋼的組織較細,機械性能更高。 ②提高淬透性:大多數合金元素(除鈷以外)當它們溶解于奧氏體中以后,都能提高過冷奧氏體的穩定性,使C曲線位置右移,臨界冷卻速度減小,從而提高鋼的淬透性。合金元素對鋼的淬透性的影響,由強到弱可以排列成下列次序:鉬、錳、鎢、鉻、鎳、釩,也能明顯提高淬透性。所以對于合金鋼就可以采用冷卻能力較低的淬火劑淬火,如采用油淬,以減小零件的淬火變形和開裂傾向。 此外,多數合金元素(除鈷、鋁)溶入奧氏體后,使馬氏體轉變溫度M。和M點下降,熱處理淬火后鋼中殘余奧氏體含量增加。 ③提高回火穩定性:合金元素在回火過程中,由于合金元素的阻礙作用,推遲了馬氏體的分解和殘余奧氏體的轉變,提離了鐵素體的再結晶溫度,使碳化物不易聚集長大,而保持較大的彌散度。 因此,提高了鋼對回火軟化的抗力,即提高了鋼的回火穩定性。和碳素鋼相比,在相同的回火溫度下,合金鋼比同樣含碳量的碳素鋼具有更高的硬度和強度,對工具鋼和耐熱鋼尤為重要在達到相同強度的條件下,合金鋼可以在更高的溫度下回火,以充分消除內應力,而使韌性更好,這對結構鋼尤為重要。 除此之外,一些碳化物形成元素如鉻、鎢、鉬、釩等,在回火過程中又析出了新的更細的特殊碳化物,發揮了第二相的彌散強化作用,使硬度又進一步提高。這種二次硬化現象在合金工具鋼中是很有價值的;而含鉻、鎳、錳、硅等元素的合金結構鋼,在450-600℃范圍內長期保溫或回火后緩冷均出現高溫回火脆性,應在回火后采用快冷。 本文參考《金屬工藝基礎與實踐》一書。
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