机械工程第五章答案.pptVIP

第五章 钢的合金化; 2、形成强化相--合金渗碳体或合金碳化物 3、形成非金属夹杂物 ,与O、N、S等作用形成氧化物、氮化物和硫化物 4、以游离状态存在 ，例如：Pb、Cu、石墨等。 ; 表中字体颜色为绿色或深蓝色的元素为钢中常见合金元素； 字体颜色为深蓝色的元素为钢中常见碳化物合金元素。 ;5.2 合金元素与铁和碳的相互作用;图3-1 铁-镍相图（开启γ相区 ）; 1. 封闭γ区、无限扩大α区 合金元素使A3点上升，A4点下降，某一点时重合，γ区封闭，超过此含量，则合金不再有γ? α相变，与α-Fe 形成无限固溶体。Cr、 W、 Mo、 V、Ti、 Si、 P、 Al、Be等。; 2. 缩小γ区，但不使γ区封闭型 合金元素使A3上升，A4下降。B、Nb、Ti、Zr、Ta等。 合金元素分为两类： 扩大奥氏体区的元素成为奥氏体形成元素， Mn、 Ni、Co、C、N、Cu、Zn等； 缩小奥氏体???的元素称为铁素体形成元素，Cr、 Mo、 Ti 、 Si、Al等。;图3-3 铁-铬相图（封闭γ相区）;合金元素溶入铁素体 以固溶体的溶质形式存在：　 主要是非碳化物形成元素Si、Co、Al、Cu等以此种形式存在； 产生固溶强化作用； 合金元素溶于铁素体 时引起晶格畸变，合 金元素含量越多， 铁素体晶格畸变越严 重，其硬度、强度越高。 Ni、Cr特殊， 含量少时，铁素体韧性升高； 含量多时，铁素体韧性下降; 5.2.2合金元素与碳的作用; 碳化物形成元素在周期表中都是 位于铁元素的左边的过渡族金属元素, 它们都有一个未填满的d电子亚层,当 形成碳化物时,碳原子首先将其价电子 填入金属原子未填满的d电子亚层,使 形成的碳化物具有金属键结合的性质, 金属原子的d电子亚层愈不满(周期表 中,在铁左边离铁愈远),则其与碳的亲 和力愈强,形成碳化物的能力愈大,愈 稳定,而且不易分解。;(1) Ti、Zr、 Nb 、 V缺碳时，才以原子态溶入固溶体。（强）特殊的碳化物如NbC、TiC、ZrC等， (2) W、Mo、Cr含量少时，形成合金渗碳体。如: (Fe、Cr)3C、(Fe、Mo)3C、 (Fe、W)3C 含量多时，反之形成特殊碳化物。（中强）Cr7C3、MoC、WC、 (3) Mn少量溶入渗碳体-合金渗碳体,大部分仍溶于奥氏体和铁素体中。（弱） ;合金元素溶入渗碳体中 置换Fe3C中的Fe原子 合金渗碳体；(Cr、W、Mo、V、Nb);硬度增，提高耐磨性，加热时难溶于奥氏体 单独形成特殊碳化物 合金元素与碳化合 特殊碳化物，结构简单、熔点高、硬度高、稳定性高，当以细小的质点分布在固溶体基体上时，可以起到弥散强化作用。 NbC、TiC、VC;5.3 合金元素对Fe-C相图的影响; 2. 对共析温度和共析点位置的影响 扩大γ区的元素降低A3和A1，使S点左移，缩小γ区元素升高A3和A1，使S点左移。即含碳量小于0.77%时，就析出二次渗碳体。如4Cr13钢(马氏体不锈钢，就是过共析钢）。 ;;总结：; 5.4 合金元素对钢相变的影响; （2）热处理时对奥氏体的晶粒长大的影响 强烈阻止晶粒长大： V， Ti， Nb， Zr 强碳化物形成元素 中等影响： W，Mo，Cr 影响不大： Co， Ni， Cu 促进晶粒长大： C，N,B， P Al,Si含量少时，以夹杂物形式存在，可阻止A晶粒长大，当以合金元素大量加入时，促进A晶粒长大。 钢中的C含量为中等以上时，Mn可促进长大，在碳含量较低时，Mn可细化晶粒 一般合金钢的热处理加热温度较碳钢的高，但晶粒细小 （3）对奥氏体形成温度的影响 合金钢需较高温度和保温时间;5.4.2合金元素对过冷奥氏体转变过程的影响：;5.4.2合金元素对过冷奥氏体转变过程的影响：;合金元素对珠光体转变的影响 除了Co、Al外均推迟奥氏体向珠光体的转变。 合金元素溶入奥氏体中，就或多或少地推迟珠光体转变，提高淬透性。多种元素的共同作用比单一元素的作用大的多。 合金元素对贝氏体转变的影响 合金元素对贝氏体转变的影响主要体现在对γ→α转变速度和碳扩散速度的影响。; Cr、Mn、Ni降低γ→α转变温度，减少奥氏体与铁素体的自由能差，减少了相变驱动力，且Cr与Mn还阻碍碳的扩散，因此推迟贝氏体的转变。 Si强烈地阻止贝氏体转变（原因：强烈地阻止过饱和铁素体的脱溶）。 ;