钢的基本组织和合金作用.pptVIP

在奥氏体晶粒较粗大，冷却速度相对较快时，钢中先共析相（先共析铁素体或先共析渗碳体）以针状或片状形态从原奥氏体晶界沿奥氏体一定晶面往晶内平行或规则生长，并与片状珠光体混合存在，该组织称为魏氏组织。 魏氏组织形成条件： A晶粒粗大；冷速较大 缓慢：Fe扩散—网状F； 过快：C来不及扩散，抑制F形成 冷速较大时易形成魏氏组织 魏氏组织的机械性能： 韧性↓↓ 消除方法：正火  （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 （2）形成合金碳化物 根据与碳的亲和力，合金元素分为两类： （2）形成合金碳化物  （4） 对加热时相转变的影响： 大多数合金元素都使奥氏体的长大减慢，成分均匀化难度加大。 ——大多数合金钢比碳钢加热温度高，保温时间长； —— 但须考虑合金元素对A3的影响， 例含Mn钢 （5） 大部分合金元素使C曲线右移（除Co、Al外） 意义：提高淬透性 合金元素提高淬透性的顺序(由强至弱)： Mo、Mn、W、Cr、Ni、Cu、Si、V 另 B 元素：添加0.0005%~0.0035%量 ┗ 显著提高淬透性 （6）大部分合金元素降低Ms、Mf , 增加残余奥氏体量 高碳、高合金钢的多次回火工艺，目的之一是减少AR%。 （7）提高钢的回火稳定性 对强度硬度影响 对韧性影响 但过多则降低韧性 例如：Si、Mn显著提高强硬度， 但当 Si0.6%; Mn1.5%; Cr2%; Ni5%时韧性明显下降 —— 限量使用 二、合金元素在钢中的作用 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、Zr、Ti 以上由弱至强 二、合金元素在钢中的作用 二、合金元素在钢中的作用 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 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 ? 形成合金渗碳体 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 二、合金元素在钢中的作用 （2）形成合金碳化物 ? 形成特殊碳化物 （3）影响奥氏体、铁素体存在范围 二、合金元素在钢中的作用 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 ┗铁素体不锈钢 扩大α相区，使A3 ↑： Cr、W、Mo、V、Ti、 Al、Si、B、Nb、Zr 扩大γ相区，使A3↓： Ni、Mn、Cu、Co、C、N 二、合金元素在钢中的作用 二、合金元素在钢中的作用 注： ① 合金元素需溶入奥氏体中； ② 含较多提高淬透性元素的钢可能在空冷条件下获马氏体。 ——例如：W18Cr4V 二、合金元素在钢中的作用 * * 工业用钢按化学成分分为碳素钢和合金钢两大类。 碳素钢是指含碳量低于2.11%的铁碳合金。 合金钢是指为了提高钢的性能，在碳钢基础上有意加入一定量合金元素所制成的钢。 第四节 钢中的基本组织和合金元素的作用 中碳钢 0.25~0.6%C 高碳钢 ?0.6%C 低碳钢 ?0.25%C 低合金钢 合金元素总量 ?5% 中合金钢 合金元素总量 5~10% 高合金钢 合金元素总量 ?10% 碳素钢 合金钢 第四节钢中的基本组织和合金元素的作用 铁素体 碳在?-Fe中的固溶体称铁素体, 用F 或? 表示。 是体心立方晶格的间隙固溶体。 溶碳能力很低，727℃时最大为0.0218%，室温下仅为0.0008%。 铁素体的组织为多边形晶粒， 性能与纯铁相似。 （1） 铁素体 F 或 ? 一、碳钢