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合金元素對相圖的影響對奧氏體和鐵素體存在范圍的影響擴(kuò)大或縮小γ相區(qū)的元素均同樣擴(kuò)大或縮小Fe-Fe3C相圖中的γ相區(qū),且同樣Ni或Mn的含量較多時,可使鋼在室溫下得到單相奧氏體組織(如奧氏體不銹鋼和高錳鋼等),而Cr、Ti、Si等超過一定含量時,可使鋼在室溫獲得單相鐵素體組織(如高鉻鐵素體不銹鋼等)。對Fe-Fe3C相圖臨界點(diǎn)(S和E點(diǎn))的影響
擴(kuò)大γ相區(qū)的元素使Fe-Fe3C相圖中的共析轉(zhuǎn)變溫度下降,縮小γ相區(qū)的元素則使其上升,并都使共析反應(yīng)在一個溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。幾乎所有的合金元素都使共析點(diǎn)(S)和共晶點(diǎn)(E)的碳含量降低,即S點(diǎn)和E點(diǎn)左移,強(qiáng)碳化物形成元素的作用尤為強(qiáng)烈。合金元素對鋼熱處理的影響合金元素的加入會影響鋼在熱處理過程中的組織轉(zhuǎn)變。
回火穩(wěn)定性差由于回火穩(wěn)定性差,碳鋼在進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理時,為了保證較高的強(qiáng)度需采用較低的回火溫度,這樣鋼的韌性就偏低;為了保證較好的韌性,采用高的回火溫度時強(qiáng)度又偏低,所以碳鋼的綜合機(jī)械性能水平不高。
不能滿足特殊性能的要求碳鋼在抗氧化、耐蝕、耐熱、耐低溫、耐磨損以及特殊電磁性等方面往往較差,不能滿足特殊使用性能的需求。合金鋼的分類按合金元素含量低合金鋼(合金元素總量低于5%)、中合金鋼(合金元素總量為5%-10%)、高合金鋼(合金元素總量高于10%)。按合金元素成分鉻鋼(Cr-Fe-C)、鉻鎳鋼(Cr-Ni-Fe-C)、錳鋼(Mn-Fe-C)、硅錳鋼(Si-Mn-Fe-C)。按小試樣正火或鑄態(tài)組織分珠光體鋼、馬氏體鋼、鐵素體鋼、奧氏體鋼、萊氏體鋼。按用途分合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼、特殊性能鋼。
在鋼中加入合金元素后,鋼的基本組元鐵和碳與加入的合金元素會發(fā)生交互作用。鋼的合金化目的是希望利用合金元素與鐵、碳的相互作用和對鐵碳相圖及對鋼的熱處理的影響來改善鋼的組織和性能。合金元素與鐵、碳的相互作用合金元素加入鋼中后,主要以三種形式存在鋼中。即:與鐵形成固溶體;與碳形成碳化物;在高合金鋼中還可能形成金屬間化合物。溶于鐵中幾乎所有的合金元素(除Pb外)都可溶入鐵中,形成合金鐵素體或合金奧氏體,按其對α-Fe或γ-Fe的作用,可將合金元素分為擴(kuò)大奧氏體相區(qū)和縮小奧氏體相區(qū)兩大類。擴(kuò)大γ相區(qū)的元素—亦稱奧氏體穩(wěn)定化元素,主要是Mn、Ni、Co、C、N、Cu等,它們使A3點(diǎn)(γ-Feα-Fe的轉(zhuǎn)變點(diǎn))下降,A4點(diǎn)(γ-Fe的轉(zhuǎn)變點(diǎn))上升,從而擴(kuò)大γ-相的存在范圍。其中Ni、Mn等加入到一定量后,可使γ相區(qū)擴(kuò)大到室溫以下,使α相區(qū)消失,稱為完全擴(kuò)大γ相區(qū)元素。另外一些元素(如C、N、Cu等),雖然擴(kuò)大γ相區(qū),但不能擴(kuò)大到室溫,故稱之為部分?jǐn)U大γ相區(qū)的元素。
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