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金属材料学 总结

③ Co使C曲线左移
(2)对珠光体转变的影响
①对P转变速度的影响 除Co以外,均使P转变曲线右移,即推迟P转变
②对珠光体转变温度区的影响 1)凡是扩大γ相区的元素降低A1,使P转变温区向较 低温度 2)凡是缩小γ相区的元素,提高A1使P转变温度升高
③对珠光体转变产物的碳化物类型的影响 1)碳钢的珠光体转变产物的碳化物为Fe3C 2)非碳化物形成元素对钢的碳化物类型无影响 3)对珠光体转变产物(碳化物类型)的影响 强碳化物形成元素,将形成MC 中强碳化物形成元素 高温区形成M23C6或M3C 低温区,主要为Fe3C
(3)对贝氏体转变影响
(4)对马氏体转变影响
3.合金元素对淬火钢回火转变的影响
(1)对马氏体的分解的影响 1) 合金元素对低温M分解影响不大。 2)中温和高温下回火的M分解影响分为三个方面 ①碳化物形成元素Cr,Mo,W,V,Nb等将强烈推 迟M的分解; ②非碳化物形成元素Ni,Co,Cu等影响较小; ③Si虽为非碳化物形成元素,但能有效推迟M的分解。 原因是Si能抑制ε碳化物长大,延迟ε碳化物向Fe3C转 变。
(1) 按与Fe相互作用分类
奥氏体形成元素 C, N, Cu, Mn, Ni, Co
铁素体形成元素 Ti, Nb,V, W, Mo, Cr, Si, Al
(2) 按与C相互作用(亲和力大小)分类
非碳化物形成元素 Ni,Cu,Si,Al,P等
碳化物形成元素
Ti,Zr,Nb,V,W,Mo,Cr,Mn,Fe
非碳化物形成元素
Ni,Cu,Si,Al,Co,P,S等
(2)形成的碳化物及稳定性
稳定性排序:
M3C,M7C3,M23C6,M6C,M2C,MC (弱 - 强)
三、钢的强化方法或机制
提高钢的强度,只要设法阻碍位错运动即可 强化方法
固溶强化 细晶强化 弥散强化 位错强化
四、合金元素对钢相变的影响
从含碳量角度,合金钢中较低(低碳),过冷奥氏体 最大转变速度在贝氏体区,容易得到贝氏体,例如 0.15%C-0.5%Mo-B(0.004~0.001%)。 (4)中碳 低碳钢适当提高C含量,再加进适量的Mn或Cr,还可 以得到中碳贝氏体钢,这对于发展贝氏体型大截面用钢, 有着较大的实际意义。
2.对马氏体淬透性的影响
提高M淬透性的五大合金元素 Mn、Mo、Cr对增加淬透性的作用最强,Si与Ni次之
合金元素一般均延缓α相的回复和再结晶, 碳化物形成元素更为显著。
五、合金元素对钢热处理工艺性能的影响
1.对贝氏体淬透性的影响 为获得贝氏体,希望加入合金元素后,P转变区显著右移,
但对贝氏体转变区影响不大。 (1)Mo >0.3%即可 (2)微量的B能够强烈阻止多边形铁素体析出,而对贝氏
体转变影响不大的元素。 (3)低碳
(2)对残余奥氏体分解的影响合元素一般都能提高残余A的稳定性,即 加热到更高温度残余A才分解
(3)对回火过程中碳化物形成、聚集和长大的影响
强碳化物形成元素Ti,V,W,Mo在 500~600℃时弥散析出碳化物,有二次 硬化作用。
强碳化物形成元素阻碍碳化物的聚集长大
(4) 合金元素对α相的回复和再结晶的影响
《金属材料学》 复习总结
复习总结
本课程共三部分 第一部分:第1章 钢的合金化概论
(合金元素的作用) 第二部分:第2~第8章
具体钢铁材料分析讨论 第三部分:第9~第11章
Al、Cu、Ti有色金属
第一部分
序论:略 第1章:钢的合金化概论 一、合金元素 1.合金元素:是指特别添加到钢中为了保证获得所要求的
(3) 按对奥氏体层错能的影响分类
提高奥氏体层错能元素 Ni,Cu等
降低奥氏体层错能元素 Mn,Cr等
2、钢中合金元素分布(存在形式)
(1)合金元素在钢中分布或存在形式有4种
形成非金属相(非金属夹杂) 溶入固溶体 形成强化相(化合物相) 游离态存在或自由存在 (2)合金元素在晶界偏聚(或晶界内吸附) 什么叫晶界偏聚?产生的原因?晶界偏聚特点 如何用晶界偏聚理论解释钢的第二类回火脆性?
1、合金元素对钢加热转变的影响(A化的影响) (1)合金元素对钢A化的影响 钢加热转变包括A形成,碳化物溶解及A晶粒长大过程。
总的来讲,合金元素的加入,使合金钢的A化温度和 时间比碳钢温度高,时间比碳钢长。这是因为合金钢 加热时,合金元素本身扩散慢,另外钢中还有一部分 合金碳化物要溶解,温度高于Fe3C。此外,钢中若 含有碳化物形成元素时,碳化物形成元素还降低碳在 A中的扩散速度。这些因素都降低A化速度。 (2)合金元素对A晶粒长大的影响
2.合金元素对过冷A分解的影响
(1)对过冷A稳定性的影响(对等温分解C曲线 影响)
①非碳化物形成元素Ni,Si,Cu等加入钢中,仍 保持碳钢C曲线形状,但使C曲线右移;
②碳化物形成元素Cr,Mo,W,V不仅改 变C曲线的位置,使之右移,而且改变其 形状,出现两个鼻温,使珠光体和贝氏体 转变区分开;
3.合金元素与Fe的相互作用
对Fe基二元相图的影响 通过改变Fe的同素异构转变点A3,A4来改变Fe基元素相图 类型
(1)扩大奥氏体(γ)区又称A形成元素
形成有限固溶体:C,N, Cu, Zn, Au
形成无限固溶体:Ni, Mn, Co (2)缩小奥氏体(γ)区元素又称F形成元素
形成有限固溶体:Mo,W,Ti,Nb,Al,Si,B等 形成无限固溶体:Cr,V
组织结构、物理、化学和机械性能的化学元素。(主 动加入) 2.杂质:由冶炼时原材料以及冶炼方法、工艺操作而带入 的化学元素。(并不都是有害) 3. 合金钢:在化学成分上有目的的加入合金元素,用以 保证一定的生产和加工工艺以及力学性能要求的铁基 合金
二、钢中的合金元素的作用
1. 钢中的合金元素的分类
形成无限固溶体的条件
点阵类型 原子尺寸 电子层结构(电化学因素)
(2)对Fe-Fe3C相图的影响
所有合金元素均使S点左移 对临界温度影响:
扩大A相区元素降低临界点A1,A3; 缩小A相区的元素升高临界点A1,A3。
4.合金元素与C的相互作用
(1)按亲和力分两类
碳化物形成元素
Ti,Zr,Nb,V(强) W,Mo,Cr(中强) Mn,Fe(弱)
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