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合金元素对钢的机械性能的影响

发布:adminlygrhgb 浏览:1034次

  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。

  由于过冷奥氏体稳定性增大,合金钢在正火状态下可得到层片距离更小的珠光体,或贝氏体甚至马氏体组织,从而强度大为增加。Mn、Cr、Cu的强化作用较大,而Si、Al、V、Mo等在一般含量(例如一般结构钢的实际含量)下影响很小。

  3.对淬火、回火状态下钢的机械性能的影响

  合金元素对淬火、回火状态下钢的强化作用最显著,因为它充分利用了全部的四种强化机制。淬火时形成马氏体,回火时析出碳化物,造成强烈的第二相强化,同时使韧性大大改善,故获得马氏体并对其回火是钢的最经济和最有效的综合强化方法。

  合金元素加入钢中,首要的目的是提高钢的淬透性,保证在淬火时容易获得马氏体。其次是提高钢的回火稳定性,使马氏体的保持到较高温度,使淬火钢在回火时析出的碳化物更细小、均匀和稳定。这样,在同样条件下,合金钢比碳钢具有更高的强度。