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产生二次硬化效应的合金元素
产生二次硬化的原因 合 金 元 素
残余奥氏体的转变 沉淀硬化 mn、mo、w、cr、ni、co①、v v、mo、w、cr、ni①、co①
①仅在高含量并有其他合金元素存在时, 由于能生成弥散分布的金属间化合物才有效。
(3)增大回火脆性 和碳钢一样, 合金钢也产生回火脆性, 而且更明显。这是合金元素的不利影响。在450℃-600℃间发生的第二类回火脆性(高温回火脆性) 主要与某些杂质元素以及合金元素本身在原奥氏体晶界上的严重偏聚有关, 多发生在含mn、cr、ni等元素的合金钢中。 这是一种可逆回火脆性, 回火后快冷(通常用油冷)可防止其发生。钢中加入适当mo或w(0.5%mo, 1%w)也可基本上消除这类脆性。
3. 合金元素对钢焊接性能的影响
合金元素都提高钢的淬透性, 促进脆性组织(马氏体)的形成, 使焊接性能变坏。但钢中含有少量ti和v, 可改善钢的焊接性能。
4. 合金元素对钢切削性能的影响 切削性能与钢的硬度密切相关, 钢是适合于切削加工的硬度范围为170hb~230hb。一般合金钢的切削性能比碳钢差。但适当加入s、p、pb等元素可以大大改善钢的切削性能。
5. 合金元素对钢热处理工艺性能的影响
热处理工艺性能反映钢热处理的难易程度和热处理产生缺陷的倾向。主要包括淬透性、过热敏感性、回火脆化倾向和氧化脱碳倾向等。合金钢的淬透性高, 淬火时可以采用比较缓慢的冷却方法,可减少工件的变形和开裂倾向。加入锰、硅会增大钢的过热敏感性。
 
3. 成分特点
(1) 中碳:碳含量一般在0.25%~0.50%之间，以0.4%居多;
(2) 加入提高淬透性的元素cr、mn、ni、si等:这些合金元素除了提高淬透性外，还能形成合金铁素体，提高钢的强度。如调质处理后的40cr钢的性能比45钢的性能高很多;
(3) 加入防止第二类回火脆性的元素:含ni、cr、mn的合金调质钢，高温回火慢冷时易产生第二类回火脆性。在钢中加入mo、w可以防止第二类回火脆性，其适宜含量约为0.15%~0.30%mo或0.8%~1.2%的w。
45钢与40cr钢调质后性能的对比
钢号及热处理状态 截面尺寸/ mm sb/ mpa ss/mpa d5/ % y/% ak/kj/m2
45钢 850℃水淬, 550℃回火 f50 700 500 15 45 700
40cr钢 850℃油淬, 570℃回火 f50 (心部) 850 670 16 58 1000
合金元素对钢的机械性能的影响
提高钢的强度是加入合金元素的主要目的之一。欲提高强度, 就要设法增大位错运动的阻力。金属中的强化机制主要有固溶强化、位错强化、细晶强化、第二相(沉淀和弥散)强化。合金元素的强化作用, 正是利用了这些强化机制。
1. 对退火状态下钢的机械性能的影响
结构钢在退火状态下的基本相是铁素体和碳化物。合金元素溶于铁素体中, 形成合金铁素体, 依靠固溶强化作用, 提高强度和硬度, 但同时降低塑性和韧性。
2.对退火状态下钢的机械性能的影响
由于合金元素的加入降低了共析点的碳含量、使c曲线右移, 从而使组织中的珠光体的比例增大, 使珠光体层片距离减小, 这也使钢的强度增加, 塑性下降。但是在退火状态下, 合金钢没有很大的优越性。

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