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钢的合金化原理

嘉峪检测网        2022-11-25 11:18

 
Fe基二元相图
 
 
1、杂质元素(impurity- element)
 
常存杂质:
 
冶炼残余,由脱氧剂带入。如Mn、Si、Al;S、P难清除。
 
隐存杂质:
 
生产过程中形成,如微量元素O、H、N等。
 
偶存杂质:
 
与炼钢时的矿石、废钢有关,如Cu、Sn、Pb、Cr等。
 
一些杂质元素在钢中可能带来的影响。
 
热脆性 —— S —— FeS(低熔点989℃);
 
冷脆性 —— P —— Fe3P(硬脆);
 
氢    脆 —— H —— 白点。
 
 
 
2、合金元素(alloying-element)
 
 
为合金化目的加入,其加入量有一定范围的元素称为合金元素。 
 
钢中常用合金元素:
 
      Si、Mn、Cr、Ni、W、Mo、V、Ti等。
 
 
3.元素与Fe元素之间的作用
 
3.1、γ稳定化元素
 
a) 与γ区无限固溶 ——  Ni、Mn、Co
 
    开启γ区—— 量大时,  室温为γ相;
 
b) 与γ区有限固溶  ——   C、N、Cu 
 
      ——  扩大γ区。
 
3.2、α稳定化元素
 
a) 完全封闭γ区 —  Cr、V、 W、Mo、Ti
 
    Cr、V与α-Fe完全互溶,量大时→α相  ?
 
    W、Mo、Ti 等部分溶解
 
b) 缩小γ区 —— Nb等。
 
(a) Ni,Mn,Co 
 

 
(b) C,N,Cu 
 

 
(c) Cr,V 
 

 
(d) Nb,B等
 
以上4图主要体现合金元素和Fe的作用状态 
 
 
元素对Fe-C相图的影响
 
 
1、合金元素对S、E点的影响
 
     A形成元素均使S、E点向左下方移动,
 
     F形成元素使S、E点向左上方移动。
 
     S点左移—意味着共析C量减小 ;
 
     E点左移—意味着出现莱氏体的C量降低 。
 
 
合金元素对共析温度的影响
 
 
 
合金元素对共析碳量的影响 
 
2、 元素对Fe-C相图的影响
 
 
2.1 对临界点的影响 
 
    A形成元素Ni、Mn等使A1(A3)线向下移动;
 
     F形成元素Cr、Si等使A1(A3)线向上移动。
 
2.2 对γ-Fe区的影响 
 
     A形成元素Ni、Mn等使γ-Fe区扩大→钢在室温下也为A体 — 奥氏体钢;
 
      F形成元素Cr、Si等使γ-Fe区缩小→钢在高温下仍为F体 — 铁素体钢。
 
左图为铬对钢γ区的影响;右图为锰对钢γ区的影响 
 
 
 

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