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合金元素对钢奥氏体化过程的影响

文章出处:青岛丰东热处理责任编辑:热处理设备小许查看手机网址
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人气:-发表时间:2017-04-27 09:00【

钢在加热、冷却时所发生的相变与原子扩散速度有关。合金钢中存在的合金元素会对原子的扩散速度产生影响。碳化物形成元素使碳的扩散速度减慢,碳化物形成元素不易析出,析出后也较难聚集长大。非碳化物形成元素(除硅外)则有增大碳扩散速度的作用。合金元素都能增大铁原子间的结合力,使铁的扩散速度下降。

合金元素在固溶体中的扩散速度也比碳的扩散速度低得多。因此,在其他条件相同时,合金钢扩散型的相变过程比碳素钢缓慢,热处理时应引起注意。

(1)合金元素对奥氏体形成速度的影响  

合金钢在加热时,合金元素会改变碳的扩散速度,影响奥氏体的形成速度。除镍、钴外,大多数合金元素减缓钢的奥氏体化过程。碳化物形成元素铬、钨、钼、钒、钛等,由于与碳有较强的亲和力,显著减慢了碳在奥氏体中的扩散速度,因而使奥氏体形成速度减慢;部分非碳化物形成元素或弱碳化物形成元素(如硅、铝、锰等),对碳在奥氏体中的扩散速度影响不大,故对奥氏体的形成速度影响也不大。

(2)合金元素对奥氏体化温度的影响  

为了充分发挥合金元素在钢中的作用,必须使合金元素更多地溶入奥氏体中。但是合金钢中的碳化物要比碳素钢中的渗碳体稳定,要使这些碳化物分解,并通过扩散均匀地分布于奥氏体中,往往需要将合金钢加热到更高的温度并保温更长的时间。尤其是含有大量强碳化物形成元素的高合金钢,其奥氏体化温度往往要超过相变点数百度,才能保证奥氏体化过程的充分进行。

(3)合金元素对奥氏体晶粒大小的影响  

除锰以外,大多数合金元素都不同程度地阻碍奥氏体晶粒长大,特别是强碳化物形成元素如钛、钒、铌等作用更显著。它们形成的特殊碳化物在高温下比较稳定,且以弥散质点的形式分布在奥氏体晶界上,起到了阻碍奥氏体晶粒长大的作用,所以合金钢热处理后具有比相同碳的质量分数的碳素钢更细小、更均匀的晶粒,从而有效提高了钢的强度和韧性。除锰钢外,合金钢在加热时不易过热,这样有利于在淬火后获得细小的马氏体组织,也有利于适当提高淬火加热温度,使奥氏体中溶入更多的合金元素,以提高淬透性及钢的力学性能,同时也可减小淬火时变形与开裂的倾向。

此文关键字:热处理

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