长春大学：《工程材料》（ppt课件）第八章 合金钢合金钢

第八章合金钢 第一节合金元素在钢中的作用 与Fe和C的作用 1.合金元素与Fe的作用

第八章 合金钢 第一节 合金元素在钢中的作用 • 一、与Fe和C的作用 • 1．合金元素与Fe的作用

第八章合金钢 第一节合金元素在钢中的作用 与Fe和C的作用 240 280 220 240F M 200 N 200 160 160 140 120 Mn Cr 120 80 Mo 100 468101214161820 溶于铁素体中的合金元素(% 溶于铁素体中的合金元素(%)

第八章 合金钢 第一节 合金元素在钢中的作用 • 一、与Fe和C的作用 • 1．合金元素与Fe的作用

大多数合金元素能溶入铁索体,形成合金铁素体,产生固 溶强化,使铁素体的强度、硬度提高。 2.元素与C的作用 ·非碳化物形成元素溶入铁中形成固溶体,如N、Co、Cu、 A、Si等; 碳化物形成元素在钢中与C化合成碳化物,按与碳的亲合 力由弱到强排列为:Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Ti

• 大多数合金元素能溶入铁索体，形成合金铁素体，产生固 溶强化，使铁素体的强度、硬度提高。 • 2．元素与C的作用 • 非碳化物形成元素溶入铁中形成固溶体,如 Ni、Co、Cu、 Al、Si等; • 碳化物形成元素在钢中与C化合成碳化物，按与碳的亲合 力由弱到强排列为：Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Ti

合金元素对Fe-Fe3C平衡图的影响 1.合金元素对奥氏体相区的影响(81221

二、合金元素对Fe－Fe3C平衡图的影响 • 1．合金元素对奥氏体相区的影响(81221)

合金元素对Fe-Fe3C平衡图的影响 1.合金元素对奥氏体相区的影响(81221 1400 1400 1200 1200 1000 puMn=0.35% 明1000 Mm=2.5% UMn=4 800 800 A1 S 600 Mn=6.5% 600 LMn=9% 020406081.01.21.41.61.8 0020406081012141618 c(%) c(%)

二、合金元素对Fe－Fe3C平衡图的影响 • 1．合金元素对奥氏体相区的影响(81221)

(1)扩大奥氏体区:合金元素如Mn、N、Cu、N等 (2)缩小奥氏体区:的合金元素如Cr、Mo、Ti、Si等。 2.合金元素对临界点和S、E点位置的影响 ·合金元素一般使Fe-Fe3C平衡图的S、E点位置向左移。 三、合金无素对钢的热处理和力学性能的影响 1.合金元素对钢加热转变的影响 ·大多数合金钢需加热到更高的温度,并保温更长的时间

• （1）扩大奥氏体区：合金元素如Mn、Ni、Cu、N等。 • （2）缩小奥氏体区：的合金元素如Cr、Mo、Ti、Si等。 • 2．合金元素对临界点和S、E点位置的影响 • 合金元素一般使Fe－Fe3C平衡图的S、E点位置向左移。 • 三、合金无素对钢的热处理和力学性能的影响 • 1．合金元素对钢加热转变的影响 • 大多数合金钢需加热到更高的温度，并保温更长的时间

·2.合金元素对奥氏体冷却转变的影响

• 2．合金元素对奥氏体冷却转变的影响

2.合金元素对奥氏体冷却转变的影响 A 姐碳钢 -碳钢 Cr, W,Mo, Ni SiMn.. Ms 时间 b)

• 2．合金元素对奥氏体冷却转变的影响

合金元素不同程度地提高过冷奥氏体的稳定性,使奥氏 体等温转变图(C曲线)右移,马氏体临界冷却速度 (ⅤK)减小,从而提高钢的淬透性。 3.合金元素对回火转变的影响 ·提高钢的耐回火性(回火稳定性) 二次硬化:回火时若钢中含有较强碳化物形成元素(如W、 Mo、V)较多时,在500~600℃回火后,将析出极细的 特殊碳化物,从而引起回火钢硬度升高的现象。 综上所述,合金钢的力学性能比碳钢好,主要是因为合 金元素提高了钢的淬透性和耐回火性,及细化奥氏体晶粒 和使铁素体固溶强化的结果。所以,合金元素对钢的作用, 大多要通过热处理才能发挥出来,故合金钢多在热处理状 态下使用

• 合金元素不同程度地提高过冷奥氏体的稳定性，使奥氏 体等温转变图（C曲线）右移，马氏体临界冷却速度 （VK）减小，从而提高钢的淬透性。 • 3．合金元素对回火转变的影响 • 提高钢的耐回火性（回火稳定性） • 二次硬化:回火时若钢中含有较强碳化物形成元素（如 W、 Mo、V）较多时，在 500～600℃回火后，将析出极细的 特殊碳化物，从而引起回火钢硬度升高的现象。 • 综上所述，合金钢的力学性能比碳钢好，主要是因为合 金元素提高了钢的淬透性和耐回火性，及细化奥氏体晶粒 和使铁素体固溶强化的结果。所以，合金元素对钢的作用， 大多要通过热处理才能发挥出来，故合金钢多在热处理状 态下使用

第二节合金钢的分类 按主要用途分 1合金结构钢:主要用于重要的机械零件和工程结构; 2合金工具钢:主要用于重要的工模具; ·3.特殊钢:具备特殊的物理或化学性能,用于有特 殊要求的零件。如不锈钢、耐热钢等

第二节 合金钢的分类 • 一．按主要用途分 • 1.合金结构钢:主要用于重要的机械零件和工程结构； • 2.合金工具钢:主要用于重要的工模具； • 3.特殊钢：具备特殊的物理或化学性能，用于有特 殊要求的零件。如不锈钢、耐热钢等