金属材料及热处理项目9 工业用钢任务5 知识点1 合金元素在钢中的存在形式.docx

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1、项目9工业用钢任务五 认识合金元素在钢中的存在形式及对铁-渗碳体、热处理的影响知识点1合金元素在钢中的存在形式1 .工业用钢的分类工业用钢按化学成分分为碳素钢和合金钢两大类。碳素钢：含碳量在0. 0218%2. 11%的铁碳合金。合金钢：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获得的铁基合金。2 .发展合金钢的原因（1）碳钢的淬透性低碳钢制成的零件尺寸不能太大，否则淬不透，出现内外性能不均，对于一些大 型的机械零件，（要求内外性能均匀），就不能采用碳钢制作，如发电机转子，汽轮机叶 片，汽车、拖拉机的连杆螺栓等。（2）回火抗力差碳钢淬火后，只有经低温回火才能保持高硬度，若其回火温度

2、超过200,其硬 度就显著下降。即回火抗力差，不能在较高的温度下保持高硬度，因此对于要求耐磨， 切削速度较高，刃部受热超过200C的刀具就不能采用碳钢制作。（3）碳钢不能满足一些特殊性能的要求如耐热性、耐腐蚀性、耐低温性（低温下高韧性），为了弥补碳钢的不足，满足上述条件的要求，目前工业上广泛发展和使用了合金钢材料。3 .合金元素在钢中的存在形式1）、形成固溶体通常与碳的亲和力很弱，主要固溶于铁素体、奥氏体、马氏体中，而不形成碳 化物，如：Ni、Si、Al、Coo2）、形成碳化物碳化物形成元素可形成合金渗碳体和特殊碳化物3）、游离状态对于固态下不溶于铁或在铁中溶解度很小的少数元素，如Pb、Cu、

3、（0.8）等, 常以游离态存在。4 .合金元素对钢的性能影响4.1 产生固溶强化合金元素溶入铁素体后，凡合金元素的原子半径与铁的原子半径相差越大，晶格类 型越不相同,必然引起铁素体晶格畸变,产生固溶强化，使铁素体的强度、硬度提高，但塑 性、韧性都有下降趋势。4.2 使渗碳体的硬度和稳定性提高合金元素溶于渗碳体内增加了铁与碳的亲合力，从而提高了其稳定性，且这种稳定 性较高的合金渗碳体较难溶于奥氏体，较难聚集长大，可提高钢的强度、硬度、耐磨性。43特殊碳化物对钢性能的影响形成特殊碳化物：（VC、TiC、WC、MoC）因其稳定性很高，具有高熔点和高硬度， 更难溶于奥氏体，难以聚集长大。随特殊碳化物数量增多，钢的硬度增大，耐磨性增加, 但塑性、韧性下降，特别是当这类碳化物大小不一，分布不均匀时，钢的脆性显著增加。4.4 游离态存在对钢性能的影响游离态存在：显著降低钢的强度、塑性和韧性，但可提高切削加工性。