【正文】 ，即改變 S點(diǎn)的成分。鐵素體升溫直到熔化也不出現(xiàn) bcc向 fcc的轉(zhuǎn)變，即 a相和高溫的d相區(qū)相通。當(dāng)碳的含量較低，縮小 γ相區(qū)的合金元素使 A3線在 G點(diǎn)以上， A4線在 N點(diǎn)以下，兩線相遇，造成 γ相區(qū)封閉。 合金元素的加入，使 A3線上移，而 A4下移，導(dǎo)致 γ相區(qū)縮小。當(dāng)它們的含量增加， A1線也下移。這類(lèi)元素有 Mn、 Ni、 Co、 N等，也稱(chēng)為 γ相穩(wěn)定化元素。此外 Pb、Cu、 C(石墨 )以游離態(tài)的方式存在于鋼中。與間隙化合物相比，它們的熔點(diǎn)、硬度較高，很穩(wěn)定，加熱時(shí)不易溶于奧氏體中，回火析出溫度高，不易長(zhǎng)大。 根據(jù)碳原子半徑 rc與金屬原子半徑 rm的比值，可以 將碳化物分為兩類(lèi)： 1. 當(dāng) rc/rm ，形成間隙化合物。 2）碳化物形成元素 常用元素： Mn、 Cr、 W、 Mo、 V、 Zr、 Nb、 Ti等。這些元素的溶入，由于固溶強(qiáng)化的結(jié)果，均提高材料的強(qiáng)度和硬度。 1) 非碳化物形成元素 常用元素： Ni、 Co、 Si、 Al、 Cu等。 詳見(jiàn)教材 P306 表 111 第二節(jié) 合金元素在鋼中的作用 對(duì)鋼中基本相的影響 合金元素在鋼中存在的形式有兩類(lèi)型，一種是溶解到碳鋼原有的相中，另一種是形成新相，存在形式?jīng)Q定于元素的數(shù)量和性質(zhì)。 合金工具鋼 (合工鋼 ) 牌號(hào)的組成和合結(jié)鋼基本相同，僅第一部分用一位數(shù)字表示鋼的含碳量的千分之幾，含碳量大于 ％的將這部分?jǐn)?shù)字略去，如1Cr18Ni9Ti、 5CrNiMo、 9CrSi、 Cr12MoV、 W18Cr4V、 W6Mo5Cr4V2等。 合金結(jié)構(gòu)鋼 (合結(jié)鋼 ) 牌號(hào)的組成為： 數(shù)字 ＋ 元素符號(hào)和數(shù)字 ＋ 字母 ，其中第一部分用兩位數(shù)字表示鋼的含碳量的萬(wàn)分之幾；第二部分用化學(xué)元素符號(hào)表示鋼中的所含主要或關(guān)鍵合金元素，元素含量超過(guò) 注在元素符號(hào)的后面；第三部分的字母為級(jí)別標(biāo)志，注明特殊要求或?qū)ｉT(mén)用途。按其加入的量較多元素又 有鉻鋼、錳鋼、鉻錳鋼、鎢鉬鋼等 ；按 其總量分為低 (5%) 、中 (5— 10%)、 高合金鋼 (10%) 。 2) 按鋼的成分分類(lèi) 碳 鋼 —— 僅含有一定量非人為特意加入的常存元 素 Si、 Mn等。 工模具鋼 — 主要用來(lái)制造加工其它零件的工具或模具，其 中又分為刃具鋼、模具鋼、量具鋼等。第七章 合金鋼 1. 分類(lèi)及編號(hào) 2. 合金元素在鋼中的作用 3. 合金結(jié)構(gòu)鋼 4. 機(jī)器零件用鋼 5. 合金工具鋼 6. 特殊鋼 第一節(jié) 鋼的分類(lèi)及編號(hào) 合金鋼介紹 為了提高鋼的力學(xué)、工藝、物理或化學(xué)性能，在冶煉時(shí)特意往鋼中加入的一些化學(xué)元素 (即通常稱(chēng)為合金元素 )，所得到的鋼稱(chēng)為合金鋼。 改善對(duì)象 ? 提 高強(qiáng)度 ? 提高淬透性 ? 提高高溫強(qiáng)度、熱硬性 ? 提高抗氧化、耐腐蝕、耐熱、耐磨、電磁等特殊性能 鋼中常用合金元素 鋼的成分中含有的元素一般除 Fe、 C外，還包括： 常存合金元素 Si、 Mn 未清除凈的雜質(zhì) S、 P、 H、 O 主要元素 (含量較高 ) Cr、 Ni、 W、 Mo 強(qiáng)碳化物元素 V、 Nb、 Tb、 Zr、 B 其它元素 Re(稀土 )、 Al 合金鋼分類(lèi) 1) 按用途分類(lèi) 結(jié) 構(gòu) 鋼 — 主要用來(lái)制造承受力結(jié)構(gòu)零部件，其中就熱處 理或?qū)ｉT(mén)構(gòu)件的類(lèi)型可分別稱(chēng)呼為調(diào)質(zhì)鋼、滲、 碳鋼、彈簧鋼、軸承鋼等。 特 殊 鋼 — 具有特殊性能而作某項(xiàng)專(zhuān)用的鋼，其中又分為 不銹鋼、耐熱鋼、電工鋼等。 合金鋼 —— 為達(dá)到某種性能要求，人為加入了必要 的合金元素。 常用 合金鋼的牌號(hào) 碳鋼以前已經(jīng)介紹，這里介紹冶金部關(guān)于合金鋼命名的一般規(guī)定。例如 20CrMnTi、 40Cr、 40MnB、 60Si2Mn等。 其它專(zhuān)用牌號(hào) 對(duì)于某些專(zhuān)門(mén)用途或特殊性能的鋼有些牌號(hào)，如滾動(dòng)軸承鋼 GCr1GCr6，鑄鋼件 ZG4 ZGMn13，易切削鋼 Y40CrSCa 等。其中關(guān)鍵在于元素與碳的親和力。 這類(lèi)元素與碳的親合力比鐵弱，它們?cè)诘蜏貢r(shí)溶解在鐵素體中，高溫時(shí)溶解于奧氏體中。 Cr、 Ni、 Mn少量溶入時(shí)，對(duì)塑性影響不大，當(dāng)數(shù)量過(guò)多或其它一些元素的加入會(huì)對(duì)材料的塑性帶來(lái)少量的下降 。 這類(lèi)元素與碳的親合力比鐵強(qiáng)， 量少時(shí) 溶入滲碳體中，形成合金滲碳體 (Fe,M)3C，一般合金滲碳體都比 Fe3C穩(wěn)定，在奧氏體中的溶解和聚集長(zhǎng)大比 Fe3C難； 當(dāng)鋼中這類(lèi)合金元素和碳量都較高時(shí) ， 可形成穩(wěn)定性更高的合金碳化物，常見(jiàn)的有 Mn3C、 Cr7C Cr23CFe4W2C、 WC、 MoC、 VC、 TiC等 ，它們具有比滲碳體更高的熔點(diǎn)和更高的硬度。如 Cr23C6，Cr7C3， Mn3C， Fe3C， M6C (Fe3Mn3C、 Fe3W3C) 等 2. 當(dāng) rc/rm ，形成間隙相或特殊碳化物，如 WC、 TiC、 VC、 W2C、 Mo2C等。 合金元素與非金屬元素 N、 O、 S結(jié)合，生成夾雜物，鋼中常見(jiàn)的有 TiN、 AlN、 SiOAl2O MnS、 Ni3Al、 Ni3Ti等。 3）合金元素與 Fe、 C之外的其它元素 的結(jié)合 對(duì)鐵碳相圖的影響 1）擴(kuò)大 γ相區(qū) 合金元素的加入，使 A A3線下移，而 A4上揚(yáng)，擴(kuò)大了 ?相區(qū)。碳也是屬于擴(kuò)大 γ相區(qū)的元素。當(dāng)它們的含量超過(guò)一定量后 (如Mn13%或 Ni9%時(shí) )，奧氏體區(qū)擴(kuò)大以致在室溫下只有單相的奧氏體存在，即 A1點(diǎn)降到室溫以下或根本不出現(xiàn)fcc向 bcc的轉(zhuǎn)變，這時(shí)的鋼稱(chēng)為奧氏體鋼。這類(lèi)元素有 Cr、 Mo、 W、 V、 Ti、 Al、 Si等，也稱(chēng)為 a相穩(wěn)定化元素 。含量超過(guò)一定量后 (如 Cr13%)，致使奧氏體相區(qū)消失，鋼在室溫下為單相鐵素體，成為鐵素體鋼。另外， B、 Nb、 Zr只能縮小 γ相區(qū)，而達(dá)不到封閉。 統(tǒng)計(jì)表明，幾乎所有的元素都使 S點(diǎn)左移 ， 同時(shí) E點(diǎn)也隨之左移 。 對(duì)相變過(guò)程的影響 1) 加熱轉(zhuǎn)變 非碳化物形成元素中： Co、 Ni可加速奧氏體化，另一些元素作用不明顯，但不會(huì)減慢奧氏體化； 碳化物形成合金元素中： Cr、 Mo、 W、 V、 Ti減慢奧氏體的形成，另一些作用不明顯，但不會(huì)加速奧氏體化。有些強(qiáng)碳化物元素在奧氏體中溶解十分困難，奧氏體化的溫度有的要求 1000－ 1100℃ 或更高。 強(qiáng)碳化物形成元素，如 V、 Ti、 Nb、 Zr就可以強(qiáng)烈阻止奧氏體晶粒生長(zhǎng)； 一般碳化物形成元素，如 W、 Mo、 Cr可以一定程度的阻止奧氏體晶粒生長(zhǎng)； 非碳化物形成元素，如 Si、 Ni、 Cu對(duì)奧氏體晶粒幾乎不發(fā)生影響；而 Mn、 P會(huì)促進(jìn)奧氏體晶粒的長(zhǎng)大。 ? 淬透性 Co使 C曲線左移，降低鋼的淬透性，其它元素都使 C曲線右移，提高淬透性。 ?對(duì) C曲線的形狀 主要表現(xiàn)為 C曲線彎曲出現(xiàn)兩個(gè)鼻尖，珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變各對(duì)應(yīng)一個(gè)，嚴(yán)重的造成這兩個(gè)轉(zhuǎn)變曲線分離，中間出現(xiàn)一亞穩(wěn)區(qū)，有的對(duì)其中某一種轉(zhuǎn)變有抑制作用，兩個(gè)鼻尖一前一后，而嚴(yán)重時(shí)，其中的某一轉(zhuǎn)變受抑制，而只能發(fā)生一種轉(zhuǎn)變，如出現(xiàn)貝氏體鋼。許多合金元素可以減緩碳的擴(kuò)散，推遲馬氏體分解，在高溫下碳化物的長(zhǎng)大速度也被減緩。 2）產(chǎn)生二次硬化效果 一些含 W、 Mo、 V較高的鋼中，回火溫度升高到一定程度后，出現(xiàn)硬度上升，一般在 500－