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合金元素对热处理的影响

合金元素对钢热处理的影响主要体现在加热,冷却和回火过程中的相变中。

1阻碍奥氏体晶粒长大

几乎所有合金元素(锰除外)都可以减慢钢的奥氏体化过程并阻止奥氏体晶粒的生长,特别是碳化物形成元素钛,钒,钼,钨,钽,锆等。在元素周期表中,这些元素位于熨斗的左侧。离铁越远,形成比碳化铁更稳定的碳化物(例如TiC,VC,MoC等)就越容易。这些碳化物在加热时很难溶解。它会严重阻碍奥氏体晶粒的生长。因此,在对合金钢进行热处理时,应相应提高加热温度或保温时间,以确保充分的奥氏体化过程,并在相同的加热条件下比较合金钢的显微组织。优良的机械性能。

2改善淬透性

大多数合金元素(钴除外),当溶解在奥氏体中时,会增加过冷奥氏体的稳定性,将C曲线的位置向右移动,并降低临界冷却速率,从而增加钢的含量。淬透性,如图8-3所示。

合金元素对钢的淬透性的影响可按从强到弱的顺序排列:钼,锰,钨,铬,镍,硅,钒,痕量硼(0.0005%至0.003)% )还可以大大提高淬透性。因此,对于合金钢,可将冷却能力较低的淬火剂用于油淬火等淬火,以减少零件的淬火变形和开裂趋势。

此外,大多数合金元素(钴和铝除外)溶解在奥氏体中,导致马氏体转变温度Ms和Mf降低,淬火后钢中残留的奥氏体含量增加。

3提高回火稳定性

在回火过程中,由于合金元素的阻碍,合金元素延迟了马氏体的分解和残余奥氏体的转变,从而增加了铁素体的再结晶温度,使碳化物难以聚集和生长。同时保持很大的分散度。因此,提高了钢的回火软化性,即,提高了钢的回火稳定性。在相同的回火温度下,与碳含量相同的合金钢相比,合金钢具有更高的硬度和强度,这对于工具钢和耐热钢尤为重要。合金钢可以在较高的温度下回火,以完全消除内部应力,并使韧性更好,这对结构钢尤其重要。

此外,一些碳化物形成元素,例如铬,钨,钼,钒等,在回火过程中析出了新的较细的特殊碳化物,从而发挥了第二相的弥散强化作用。硬度进一步提高。这种二次硬化现象在合金工具钢中非常有价值。含有铬,镍,锰,硅等元素的合金结构钢的温度范围为450-600°C,可长期保温或回火并缓慢冷却。回火后应迅速冷却高温回火脆性。

资料来源:《金属工艺基础与实践》 /刘劲松主编。 北京:清华大学出版社,2007.5

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