叙述硅、锰、铬、镍、钨、钛、钒、钼等常用合金元素对热处理的影响.docVIP

叙述硅、锰、铬、镍、钨、钛、钒、钼等常用合金元素对热处理的影响 一、硅的化学、物理性能 不锈钢中的硅（以前称矽）的元素符号为Si原子序数为14：原子量为28. 086源子半径为1.34A：晶格为钻石立方密度为2.33g/cm3 (20qC)J熔点为1412qC。 二、硅在钢中的存在形态 硅作为合金元素，在钢中含量最少为0.4%，最大为4.5%。若含硅量超过4.5%，钢变得很脆，已无使用价值。 由于硅与碳的化学亲和力小于铁与碳的亲和力，所以硅在钢中不与碳生成化合物。在含硅量少于10%的钢中，硅也不与铁生成化合物。硅是以固溶体的形态存在于铁索体和奥氏体中。硅能强烈地促使钢中的碳以自由碳的形态析出，即称之为石墨化。由于硅这种石墨化的作用很强，硅的存在甚至使钢中的渗碳体F3C变得不稳定。 三、硅对钢临界点的影响 硅是提高钢加热时和冷却时相变临界温度的元素。据测定，在含碳量为0.4%的钢中，每加入1%的硅，使铁索体与奥氏体的临界温度A吼和A r3。升高40 - 50qC腔珠光体与奥氏体的临界温度Aci和Ari升高15 - 20qC。因此硅提高了亚共析钢的退火、正火和淬火的温度。但对过共析钢，如含碳1%的钢，硅这种提高钢临界点的作用就减弱了。这是因为硅不生成碳化物，也不溶解在渗碳体中，硅只对铁素体发生作用，而在过共析钢中，铁素体的数量较少的缘故。 硅对钢的马氏体开始转变温度Ms点和终止转变温度Mz点基本上没有影响。 四、硅对钢过热敏感性、淬透性的影响 硅降低钢的导热系数，又促使钢中的碳以石墨形态析出，造成加热时脱碳倾向比较严重：另一方面，在加热过程中硅又使铁索体和奥氏体晶粒易于粗化。这些因素，决定了硅增加钢的过热敏感性。所以硅钢进行热处理时，升温速度不宜太快，保温时间应尽可能缩短。 硅能降低亚共析钢的临界冷却速度，钢中含碳置越低，这一作用越显著(见表6-1-1)。临界冷却速度降低，意味着增加钢的淬透性。例如，含碳量为0. 5%，含硅量为1.5%的硅钢，直径30mm以内的工件，可以在油中淬透。 五、硅对钢回火转变的影响 硅能增加钢的回火稳定性。例如，为了使 HYPERLINK 马氏体的正方度降低到c/a：1.005，对含碳1 .4%的碳素钢约需250℃回火，而对含碳量相同并含硅2%的硅钢，则需要300℃回火。一般来说，含硅量大于1 .5%的硅钢，在250℃以下回火，钢的硬度基本上不降低。这是因为硅溶于铁索体后，降低了碳在铁素体中的扩散速度，使碳化物不易从马氏体中析出，析出后也不易聚集长大，因而阻滞了马氏体的分解。 硅钢在高温（约550℃）回火后缓冷，钢的冲击韧性显著下降，形成第二类回火脆性。这是因为硅会促使钢中磷、锑、铅、锡等脆性化合物沿晶粒界偏析造成的。越是慢冷，偏析就越严重。因此，硅钢在高温回火后应采用油中快冷。为消除快冷形成的内应力，可再补充进行一次低温回火。