第7章工业用 γ相区扩大或缩小的结果,相图各特征点位置发生变动,钢的显微组织发生相应变化 合金元素对铁碳相图影响主要分两方面 1)对奥氏体和铁素体存在范围的影响 扩大γ相区元素均扩大铁碳相图中奥氏体存在区域,其中完全扩大γ相区,元素N或 n含量较多时,可使钢在室温下得到单相奥氏体组织,例如1Cr18N9高镍奥氏体不锈钢 和zGMn13高锰耐磨钢等。缩小γ相相区元素均缩小铁碳相图中奥氏体存在区域,其中完 全封闭γ相区元素(如Cr、Ti、W、V、Si等)超过一定含量后,可使钢在包括室温的广大温 度范围内获得单相铁素体组织,例如 ICrI7Ti高铬铁素体不锈钢等。 2)对铁碳相图临界点(S点和E点)的影响 扩大γ相区元素使铁碳合金相图中共析转变温度下降,缩小γ相区元素使其上升。主 要合金元素对共析温度的影响如图7.3所示,对共析点和共晶点成分影响如图74所示,几 乎所有合金元素都使共析含碳量降低,共晶点也有类似的规律,尤以强碳化物形成元素的 作用最强烈。S点及E点左移,使合金钢平衡组织发生变化(不能完全用铁碳相图分析)。例 如,含碳量0.3%的3Crw8V热作模具钢为过共析钢,而含碳量不超过1%的WI8Cr4V高 速钢,在铸态下具有莱氏体组织。 Mo Si w 1100},T 04 Si Mn 02n 500 02 合金元素/% 合金元素/% 图7.3合金元素对共析温度的影响 图74合金元素对共析体含碳量的影响 2.合金钢中的基本相 合金元素加入钢中,可能以两种形式存在:一是溶于固溶体类相中,形成合金铁素体 合金奥氏体、合金马氏体,增加固溶体相稳定性,同时也对这些固溶体类相产生有效的固 溶强化效果,非碳化物形成元素主要存在于固溶体类相中;二是形成合金碳化物或特殊碳 化物。例如置换滲碳体中的铁原子形成合金滲碳体,在高碳高合金钢中,可能形成各种稳 定性更高的合金碳化物以及特殊碳化物,碳化物形成元素易于形成不同类型的碳化物。稳 定性越高的碳化物越难溶于奥氏体,越难聚集长大。随着这些碳化物数量增多,钢的强度 硬度增大,耐磨性增加,塑性和韧性下降。 722合金元素对钢组织转变的影响 1.合金元素对钢加热时组织转变的影响 1)对奥氏体转变的影响 合金钢的奥氏体形成过程基本与碳钢相同,但合金元素影响奥氏体形成速度。一方面第 7 章 工业用钢 ·135· ·135· γ 相区扩大或缩小的结果，相图各特征点位置发生变动，钢的显微组织发生相应变化。 合金元素对铁碳相图影响主要分两方面： 1) 对奥氏体和铁素体存在范围的影响 扩大 γ 相区元素均扩大铁碳相图中奥氏体存在区域，其中完全扩大 γ 相区，元素 Ni 或 Mn 含量较多时，可使钢在室温下得到单相奥氏体组织，例如 1Cr18Ni9 高镍奥氏体不锈钢 和 ZGMn13 高锰耐磨钢等。缩小 γ 相相区元素均缩小铁碳相图中奥氏体存在区域，其中完 全封闭 γ 相区元素(如 Cr、Ti、W、V、Si 等)超过一定含量后，可使钢在包括室温的广大温 度范围内获得单相铁素体组织，例如 1Crl7Ti 高铬铁素体不锈钢等。 2) 对铁碳相图临界点(S 点和 E 点)的影响 扩大 γ 相区元素使铁碳合金相图中共析转变温度下降，缩小 γ 相区元素使其上升。主 要合金元素对共析温度的影响如图 7.3 所示，对共析点和共晶点成分影响如图 7.4 所示，几 乎所有合金元素都使共析含碳量降低，共晶点也有类似的规律，尤以强碳化物形成元素的 作用最强烈。S 点及 E 点左移，使合金钢平衡组织发生变化(不能完全用铁碳相图分析)。例 如，含碳量 0.3%的 3Cr2W8V 热作模具钢为过共析钢，而含碳量不超过 1%的 W18Cr4V 高 速钢，在铸态下具有莱氏体组织。 图 7.3 合金元素对共析温度的影响 图 7.4 合金元素对共析体含碳量的影响 2. 合金钢中的基本相 合金元素加入钢中，可能以两种形式存在：一是溶于固溶体类相中，形成合金铁素体、 合金奥氏体、合金马氏体，增加固溶体相稳定性，同时也对这些固溶体类相产生有效的固 溶强化效果，非碳化物形成元素主要存在于固溶体类相中；二是形成合金碳化物或特殊碳 化物。例如置换渗碳体中的铁原子形成合金渗碳体，在高碳高合金钢中，可能形成各种稳 定性更高的合金碳化物以及特殊碳化物，碳化物形成元素易于形成不同类型的碳化物。稳 定性越高的碳化物越难溶于奥氏体，越难聚集长大。随着这些碳化物数量增多，钢的强度、 硬度增大，耐磨性增加，塑性和韧性下降。 7.2.2 合金元素对钢组织转变的影响 1. 合金元素对钢加热时组织转变的影响 1) 对奥氏体转变的影响 合金钢的奥氏体形成过程基本与碳钢相同，但合金元素影响奥氏体形成速度。一方面