文档介绍：本章目的:
1 介绍合金钢的概念及其分类、编号的方法;
2 揭示合金元素在钢中的作用,即合金化原理;
3 分别介绍各种主要类型的合金钢。
第十一章工业用钢
本章重点:
(1) 合金元素对钢的组织与性能影响规律;
(2) 各类钢主要的性能要求、成分及合金化特点,合金元素的主要作用,主要的热处理方法、应用;
(3) 各类钢的典型钢种。
§11-2 合金元素在钢中的作用
一合金元素对钢中基本相的影响
1 形成合金铁素体
绝大多数合金元素可或多或少固溶于铁素体中,形成α-Fe的间隙或置换固溶体——合金铁素体
——合金元素有固溶强化作用
但过多则降低韧性
例如:Si、Mn显著提高强硬度,
但当 Si>%; Mn>%;
Cr>2%; Ni>5%时韧性明显下降
——限量使用
2 形成合金碳化物
根据与碳的亲和力,合金元素分为两类:
非碳化物形成元素:
Ni、Co、Cu、Al、Si、N、B
碳化物形成元素:
Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Ti、Zr
以上由弱至强
弱碳化物形成元素、中强碳化物形成元素可置换渗碳体中的铁原子
→(Fe、Mn)3C 、(Fe、Cr)3C
(1)形成合金渗碳体
意义:
合金渗碳体较渗碳体稳定,熔点和硬度更高
——低合金钢中的主要强化相
(2)形成特殊碳化物
强碳化物形成元素、或较高含量的中强碳化物形成元素(>5%):
VC、TiC、WC、Mo2C、Cr23C6、Cr7C3
——形成特殊碳化物
特殊碳化物较合金渗碳体稳定性更高,熔点与硬度也更高——耐较高温度的强化相
——高合金钢中的主要强化相
小结:
碳在钢中的存在形式及作用:
(1)固溶于铁基体中;
(2)形成各类碳化物
——固溶强化、
——第二相强化,提高耐磨性
二合金元素对铁碳相图的影响
1 影响奥氏体、铁素体存在范围
L
L+γ
γ
α+γ
γ+Fe3C
α+Fe3C
α
δ
L +Fe3C
C
E
S
P
Q
G
C%
Fe
T
J
N
A1
意义:在室温下可能获得单相奥氏体组织或单相铁素体组织
┗奥氏体钢
扩大α相区,使A3 ↑, A4 ↓:
Cr、W、Mo、V、Ti、
Al、Si、B、Nb、Zr
扩大γ相区,使A3↓,A4↑:
Ni、Mn、Cu、Co、C、N