【正文】 。A→ 珠光體（ αFe＋ Fe3C):需 C、合金元素再分配。若未溶入（以碳化物形式存在）， ↓A的穩(wěn)定性原因 : A中的 C、合金元素少，且碳化物作為形核核心。(二 )對(duì)過冷 A分解轉(zhuǎn)變的影響 A穩(wěn)定性的影響 除 Co外，都使 C曲線右移， A穩(wěn)定性 ↑→ 獲得大的過冷度 →↑ 淬透性tT右移注意： 只有合金元素溶于 A后，才起作用；★ 生產(chǎn)中常用少量的鋁 (0． 005％質(zhì)量分?jǐn)?shù) )脫氧，形成極細(xì)小的 Al2O3和 A1N質(zhì)點(diǎn)，可以阻止奧氏體晶粒長大。一般 :● 強(qiáng)碳化物形成元素 （如鈦、釩、鋯、鈮等）強(qiáng)烈阻止 A晶粒長大；● 鎢、鉬、鉻等 :作用中等；● 非碳化物形成元素 (如鎳、硅、銅、鈷等 ):作用較弱；● 錳、磷、碳等 :促使 A晶粒長大。A晶粒越細(xì)小，淬火后得到 M越細(xì)，回火后鋼的力學(xué)性能越好。綜上所述，對(duì)于含有強(qiáng)碳化物形成元素的合金鋼，必須嚴(yán)格注意 選擇淬火溫度和保溫時(shí)間 ，以使合金元素能夠充分溶入 A中，否則將影響鋼的 淬透性 及得到合金度較低的馬氏體，而降低鋼的力學(xué)性能。但合金元素的擴(kuò)散極慢（為 C擴(kuò)散速度的千分之幾或萬分之幾），且碳化物形成元素還降低 C在 A中的擴(kuò)散速度，所以合金鋼的 A化時(shí)間比碳鋼長，這也是在生產(chǎn)中合金鋼加熱保溫時(shí)間往往比碳鋼長的原因所在。 由于碳化物的溶入，使 A不均勻。 總之，碳化物愈穩(wěn)定，含量愈高，所需的加熱溫度越高。例如，含 鉻 的碳化物在 850℃ 才大量溶解；含 鉬 的碳化物要在 950 ℃ 時(shí)才顯著溶解；含 釩、鈦、鈮 的碳化物要達(dá) 1050℃才溶解。為了增強(qiáng)奧氏體的合金化程度，以充分發(fā)揮合金元素的作用，就應(yīng)使殘余碳化物充分地溶解于奧氏體中。C擴(kuò)散速度；● 鈷和鎳 ：提高碳在 A中的擴(kuò)散速度，增大奧氏體的形成速度；● 硅、鋁、錳 ： 對(duì) C在 A中的擴(kuò)散速度影響不大。合金元素對(duì)鋼相變的影響一、對(duì) 平衡狀態(tài) 下相變的影響（一）對(duì)奧氏體相區(qū)的影響 （二）對(duì)共析溫度的影響 γA4A3A1Es（三）對(duì)共析點(diǎn)位置的影響 所有合金元素使 S點(diǎn)左移，合金鋼中 C＜ ％時(shí)就會(huì)析出二次滲碳體（變?yōu)檫^共析鋼）。如晶界處 MnS使晶界弱化，加入稀土元素形成穩(wěn)定的稀土硫化物，避免形成之第四節(jié) 宏觀斷裂表面垂直于應(yīng)力方向，屬脆性斷裂。斷口呈韌窩型(二 )改善解理斷裂抗力的途徑解理斷裂：原子鍵斷裂，表現(xiàn)為沿晶面斷裂。延性斷裂過程：微孔坑出現(xiàn) → 聚集 → 長大 延性斷裂、解理斷裂和晶間斷裂過程中吸收的能量越大，韌性越好。對(duì)總伸長率不利－－本身與基體界面斷裂，形成微孔。使均勻真應(yīng)變稍升或不降低－－使位錯(cuò)快速增殖，使硬化速率快速增大；(一 )鋼的塑性變形(二 )影響鋼的塑性因素（固溶）（ 1）間隙固溶（ C、 N等）：韌性：變形斷裂吸收功，用沖擊韌性 （ KIC） 或塑脆轉(zhuǎn)變溫度表示。 強(qiáng)化效果并不明顯，但可與其他強(qiáng)化方式疊加。 在二元合金中，同類原子間的結(jié)合力比較弱，異類原子間的結(jié)合力比較強(qiáng)時(shí)，固溶體就會(huì)產(chǎn)生有序化。（著眼于塑性變形時(shí)使位錯(cuò)增殖或分解）1)細(xì)化晶粒：通過增加晶界數(shù)量，使晶界附近因變形不協(xié)調(diào)誘發(fā)位錯(cuò)，同時(shí)還可使晶粒內(nèi)位錯(cuò)塞積群的數(shù)量增多；2)形成第二相粒子：當(dāng)位錯(cuò)遇到第二相粒子時(shí)，希望位錯(cuò)繞過第二相粒子而留下位錯(cuò)圈，使位錯(cuò)數(shù)量迅速增多；3)促進(jìn)淬火效應(yīng)：相變體積效應(yīng)誘發(fā)位錯(cuò)。一般面心立方金屬中的位錯(cuò)強(qiáng)化效應(yīng)比體心立方金屬中的大，利用位錯(cuò)強(qiáng)化更有效。但與晶界相比，位錯(cuò)胞壁的障礙強(qiáng)度系數(shù)小得多。隨形變量增大，胞狀結(jié)構(gòu)細(xì)化， σb增高。(二 )位錯(cuò)組態(tài)涉及位錯(cuò)的 分布 及其 性質(zhì) 等。金屬中的位錯(cuò)密度與變形量有關(guān)，變形量越大，位錯(cuò)密度就越大，鋼的強(qiáng)度則顯著提高，但塑性明顯下降。位錯(cuò)密度越高，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)時(shí)越易于發(fā)生相互交割，引起位錯(cuò)纏結(jié)，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的障礙越大，強(qiáng)化作用越大。沉淀強(qiáng)化比彌散強(qiáng)化效果大。●總之，第二相強(qiáng)化效果與第二相的大小、數(shù)量、分布及性能有關(guān)。合金元素提供彌散分布第二相粒子形成的成分條件。第二相粒子 人為加入 或 淬火過時(shí)效 ，不溶入基體，故稱彌散強(qiáng)化。效果良好。有序相。與基體共格； ② 淬火時(shí)效得 ，故稱 沉淀強(qiáng)化 。這兩種強(qiáng)化方式共同點(diǎn)是第二相對(duì)位錯(cuò)的阻礙作用，但對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻礙的方式不同。 面心立方金屬的滑移系比體心立方金屬的多，所以其 KS比體心立方金屬小。σ0單晶體中位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的摩擦阻力；晶粒越細(xì)，則晶界面積越大，屈服強(qiáng)度越高。多種合金元素同時(shí)存在，強(qiáng)化可累加。但 強(qiáng)度隨 CS↑而直線 ↑，且若含量低時(shí)，基本 不損害塑韌性 ，這點(diǎn)很重要。置換固溶，晶格 畸變 多為 球面對(duì)稱 ，強(qiáng)化效果較間隙式小得多（約小兩個(gè)數(shù)量級(jí)），稱 弱硬化 ?？傊?影響固溶強(qiáng)化作用 → 錯(cuò)配度 與 固溶度 。如在低合金高強(qiáng)度鋼中，加入微量多種合金元素就是這個(gè)道理。強(qiáng)化作用順序 ： 間隙式原子（ C、 N） → 置換式 F形成元素 → 置換式 A形成元素鋼中加入鎳會(huì)使屈服強(qiáng)度降低，這是一種 固溶軟化現(xiàn)象 。但置換式原子會(huì)影響 A層錯(cuò)能。原子半徑小指數(shù)關(guān)系(二 )奧氏體的固溶強(qiáng)化C在 面心立方晶格中 造成的 畸變呈球面對(duì)稱 ，其 間隙強(qiáng)化 作用屬 弱硬化 。F中固溶度很?。?C最大僅 ％），效果差。間隙原子 C、 N固溶于 F晶格間隙 ， 阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng) ，增加鋼的塑性變形抗力，提高鋼的 屈服強(qiáng)度 ，達(dá)到 強(qiáng)化 目的。(一 )鐵素體的固溶強(qiáng)化 1．間隙式固溶強(qiáng)化一、固溶強(qiáng)化溶質(zhì)原子溶入基體金屬中形成固溶體使金屬強(qiáng)化，稱 固溶強(qiáng)化 。基于此，鋼中合金元素的強(qiáng)化作用主要四種基本方式： 固溶強(qiáng)化 、 晶界強(qiáng)化 、 第二相強(qiáng)化 及 位錯(cuò)強(qiáng)化 。 屈服強(qiáng)度：使位錯(cuò)開動(dòng)、增殖并在金屬中傳播所需要的應(yīng)力。通常， A層錯(cuò)能越低越易于形成板條 M，具有位錯(cuò)型亞結(jié)構(gòu)；而 A層錯(cuò)能越高，越易于形成片狀馬氏體，具有孿晶型亞結(jié)構(gòu)。(如：高鎳鋼和高錳鋼，雖然錳和鎳都是 A形成元素，單獨(dú)加入相當(dāng)數(shù)量的鎳和錳都可使鋼在室溫下獲得單相 A，但卻發(fā)現(xiàn)鎳鋼易于變形加工；而錳鋼的冷變形性能很差，有很高的加工硬化趨勢與耐磨性。(二 )奧氏體層錯(cuò)能對(duì)鋼的力學(xué)性能影響 層錯(cuò)能低 → 有利于位錯(cuò)擴(kuò)展和形成層錯(cuò) → 使橫滑移困難 → 鋼的加工硬化趨勢增大 。但對(duì)以下元素的影響趨勢看法一致：鎳、銅和碳提高 A層錯(cuò)能，錳、鉻、釕和銥降低之。因而，合金元素與碳的作用 對(duì)鋼的相變有重要的影響 。： 一方面 關(guān)系到所形成碳化物的種類、性質(zhì)和在鋼中的分布，而所有這些都會(huì)直接影響到鋼的性能 ，如鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性以及塑性、韌性、紅硬性和某些特殊性能；同時(shí)對(duì)鋼的 熱處理 亦有較大影響，如奧氏體化的溫度和時(shí)間、奧氏體晶粒長大等。如： Fe3C能溶解大量的合金元素。故在經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚碇?，固溶體和碳化物間應(yīng)保持最佳的合金元素含量分配率，以保證高的綜合性能 (如強(qiáng)度與塑性，強(qiáng)度與耐蝕性 )。的再分配 。但碳化物穩(wěn)定，溶入 A的溫度高，自 M中分解出來的溫度亦高，使用鍛造 Fe3C→M 23C6→M 6C→MC 穩(wěn)定性升高。一般，形成碳化物能力越強(qiáng)的元素，碳化物熔點(diǎn)高，穩(wěn)定性亦大。韌性、強(qiáng)度好。如 TiC，硬度最高。碳化物具有 高硬度 ，其 形成碳化物的傾向性越強(qiáng)，其硬度越高 。因此，應(yīng)對(duì)碳化物的特性作進(jìn)一步分析。碳化物特性碳化物 是鋼中 最重要的強(qiáng)化相 → 提高強(qiáng)度、硬度 。 碳化物形成元素在周期表中都是 過渡族元素 （次 d層未排滿）：次 d層越不滿，形成碳化物的趨勢越強(qiáng)，碳化物越穩(wěn)定。 非碳化物形成元素易溶入鐵素體和奧氏體等固溶體中；而碳化物形成元素易于溶入碳化物中?！?G 非碳化物形成元素 ：如鎳、銅、硅、磷、鋁、鈷等。(二 )合金元素與碳的相互作用 是形成碳化物，還是形成固溶體？ 取決于形成碳化物的趨勢及其含量。同時(shí)向鋼中加入兩類元素時(shí)，其作用往往相互抵消。 合金元素與鐵的相互作用的工程實(shí)際意義： 為了保證鋼具有良好的耐蝕性 (如不銹鋼 )，需要在室溫下獲得單一相組織，就是運(yùn)用上述合金元素與鐵的相互作用規(guī)律，通過控制鋼中合金元素的種類和含量，使鋼在室溫條件下獲得單相奧氏體或鐵素體等單一組織來實(shí)現(xiàn)。某些合金元素如銀和鉛等，既不溶于鐵中基體中又不與之形成化合物，而以游離狀態(tài)存在于基體中。3．形成強(qiáng)化相：4．自由存在：溶于 F、 A和 M中。2．溶入固溶體：使塑性、韌性和疲勞強(qiáng)度的降低，還降低耐磨性、耐蝕性，并影響淬透性。降低 A層錯(cuò)能的元素：如錳、鉻、釕、銥等。提高 A層錯(cuò)能的元素：如鎳、銅、碳等。如鉻、鉬、鎢、釩、鈦、鋯、鈮等。碳化物形成元素： 非碳化物形成元素：如鎳、銅、硅、鋁、磷等。但合金元素的實(shí)際分布還與加入量和熱處理?xiàng)l件有關(guān)。和擴(kuò)大 F區(qū)，優(yōu)先分布于 F中。穩(wěn)定2)鐵素體形成元素 :穩(wěn)定和擴(kuò)大 A區(qū)，優(yōu)先分 1)奧氏體形成元素 :C溶于 γ－ Fe，面心立方， C溶解度大；鐵素體 硫、磷等元素通常作為有害元素看待，但有時(shí)也可當(dāng)作合金元素 (如在易切削鋼中硫被用來改善切削性能 )。合金元素對(duì)鋼的相變和熱處理工藝性能的影響第一節(jié) 改善鋼的塑性與韌性的途徑。鋼的強(qiáng)化。合金元素與鋼中鐵和碳的相互作用。鋼中合金元素及其分類。合金化基礎(chǔ)：合金元素與 Fe、 C的基本作用，一般規(guī)律，即共性。這時(shí)碳鋼已不能滿足要求。如有些特殊條件下的使用要求：韌性、耐蝕、抗氧化、耐磨、高溫強(qiáng)度等，車削速度較高的刀具要求紅硬性，大尺寸零件要求高的淬透性 …在鋼中加入合金元素，與鋼中的鐵、碳發(fā)生作用，改善組織結(jié)構(gòu)和工藝性能，提高使用性能。一、鋼的合金化對(duì)所有金屬材料合金化的具有普遍意義。鋼的 合金化 基礎(chǔ)為什么從鋼的合金化講起？設(shè)備配置原則是基本分析設(shè)備要求全套并具有世界先進(jìn)水平，特殊分析利用大專院?；蚩蒲袉挝坏脑O(shè)備進(jìn)行。航空材料失效分析室的設(shè)備根據(jù)航空材料失效分析室的工作特點(diǎn)，需配備有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)技術(shù)全面的專業(yè)技術(shù)人員。負(fù)責(zé)民用航空器重要失效件的分析和研究；負(fù)責(zé)航空產(chǎn)品的失效預(yù)防研究；參與民用航空器事故和重大多發(fā)性故障的調(diào)查及分析；參與國內(nèi)外失效分析的合作與交流。效分析部門聯(lián)系，現(xiàn)稱航空材料失效分析室）。界的失 二、民航總局適航中心的航空材料分析室成立及組成情況 1992年 9月 26失效分析結(jié)果反饋到相關(guān)部門后，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。從以上幾個(gè)例子中可以看出，在使用中發(fā)生了不正常的失效件需對(duì)其進(jìn)行深入的分析。發(fā)現(xiàn)機(jī)艙內(nèi)的隔音／隔熱墊的外包覆層不阻燃。并注意到它對(duì)航空安全的危害。 近幾年我國使用的飛機(jī)多次發(fā)生電子艙、貨艙著火事件，其直接原因是因?qū)Ь€短路的火花而引起的。為什么會(huì)產(chǎn)生這種差錯(cuò)；產(chǎn)生差錯(cuò)的起落架有幾件，安裝在那架飛機(jī)上；研究這種缺陷對(duì)其疲勞性能會(huì)有多大影響等工作。斷口特點(diǎn)的形態(tài)及種種與英國事件的不同性均證實(shí)了缺少鍛造后的正火處理。公司所發(fā)生的事件相同，已有結(jié)論，即剎車過急加上節(jié)流閥原因而引起的。在討論中制造廠認(rèn)為此事件與英國 AIR這種粗大晶粒使起落架的抗疲勞性能下降，引起了疲勞斷裂。我國發(fā)生的 MD一 82飛機(jī)主起落架折斷事件，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)此起落架存在著較嚴(yán)重的不符合要求的粗大晶粒。只有在清洗飛機(jī)或維護(hù)不當(dāng)時(shí)可能產(chǎn)生腐蝕介質(zhì)的流入，在缺少漆層保護(hù)的應(yīng)力集中處產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋。分析后得出因有腐蝕介質(zhì)的流入而引起應(yīng)力腐蝕疲勞開裂。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)在裂紋源區(qū)有較嚴(yán)重的晶間腐蝕現(xiàn)象。在某航空公司所執(zhí)管的 BAe一 146飛機(jī)上多次發(fā)現(xiàn)輪轂內(nèi)的裂紋。為了避免產(chǎn)生此類裂紋，應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上改進(jìn)和避免制造過程中產(chǎn)生應(yīng)力集中點(diǎn)。整個(gè)裂紋上沒有聲音疲勞的斷裂特征。產(chǎn)生這種裂紋的主應(yīng)力不是飛行中的應(yīng)力，而是飛機(jī)著陸過程中由于重力引起的瞬間高應(yīng)力。 2年后 ,在同型號(hào)的另一架飛機(jī)上的相同位置又發(fā)生了形狀完全相同長度更長的裂紋，送制造廠分析后結(jié)論相同，但適航部門感到這二次故障的現(xiàn)象十分相似，而且考慮到發(fā)生位置的危害性，利用剛剛成立安裝完的設(shè)備開展了分析工作。 我國的波音 747一 SP型飛機(jī)在 89年時(shí)出現(xiàn)了一次機(jī)翼前梁腹板的上緣處開裂事件，整個(gè)裂紋長達(dá) 660毫米。 在總局各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)關(guān)心下，各兄弟單位的幫助下，適航中心航空材料失效分析室于 1992年 9月 26日正式成立，并陸續(xù)購置了掃瞄電子顯微鏡、X射線能譜分析儀、金相顯微鏡、紅外分析儀等具有世界先進(jìn)水平的設(shè)備，培養(yǎng)引進(jìn)了具有博士、碩士及大學(xué)學(xué)歷具有高級(jí)、中級(jí)技術(shù)職稱的專業(yè)　技術(shù)人員開始開展失效分析工作。其工作責(zé)任是研究重大的，多發(fā)性故障 。　 這種例子還有很多但當(dāng)時(shí)民航系統(tǒng)無自己的失效分析部門，只能接受別人的分析結(jié)果。發(fā)動(dòng)機(jī)執(zhí)管單位又將此葉片送到剛組建的航空材料失效分析室。發(fā)動(dòng)