【正文】 使滑移困難，導致鋼的加工硬化趨勢增大。 ?高 Ni鋼易于變形加工， Ni、 Cu和 C等元素使奧氏體層錯能提高。 二、合金元素與鐵和碳的相互作用 及其對 γ層錯能的影響（ 15） 三、合金元素對 FeFe3C相圖的影響（ 1） 1． 合金元素對奧氏體、鐵素體區(qū)存在范圍的影響 ? 擴大 γ相區(qū)的合金元素 (如 Ni、 Co、 Mn等 )均擴大鐵碳相圖中奧氏體存在的區(qū)域。 圖 17 （ a）合金元素 Mn對 FeFe3C相圖中奧氏體區(qū)的影響 ? 縮小 γ相區(qū)的合金元素 (如 Cr、 W、 Mo、 V、 Ti、Si等 )均縮小鐵碳相圖中奧氏體存在的區(qū)域。 ? Cr對 FeFe3C相圖中 A區(qū)的影響如圖 17（ b）。 圖 18 合金元素對共析溫度的影響 ? Me對共析點（ S）成分的影響 ? 幾乎所有合金元素都使 S點（圖 19） 降低，尤其以強碳化物形成元素的作用最為強烈。 圖 19 合金元素對共析含碳量的影響 三、合金元素對 FeFe3C相圖的影響（ 4） 四、合金元素對鋼的熱處理的影響（ 1） 1． Me對鋼加熱時奧氏體形成過程的影響 ? 合金元素的加入改變了臨界點的溫度、 S點的位置和碳在奧氏體中的溶解度，使奧氏體形成的溫度條件和碳濃度條件發(fā)生了變化； ? 由于奧氏體的形成是一個擴散過程，合金元素原子不僅本身擴散困難，而且還將影響鐵和碳原子的擴散，從而影響奧氏體化過程。 ? 非碳化物形成元素 Co和 Ni等提高碳在奧氏體中的擴散速度，增大奧氏體的形成速度。 ? 強碳化物形成元素 Cr、 Mo、 W、 V等與碳的親和力較大，顯著妨礙碳在奧氏體中的擴散，大大減慢了奧氏體的形成速度。 穩(wěn)定性高的碳化物，要求其分解并溶入奧氏體中，必須提高加熱溫度 ，甚至超過其平衡臨界點幾十或幾百度。要使奧氏體成分均勻化，碳和合金元素均需擴散。 ?但對需要具有較多未溶碳化物的合金工具鋼，則不應采用過高的加熱溫度和過長的保溫時間 。 按照對晶粒長大作用的影響，合金元素可分為： ① Ti、 V、 Zr、 Nb等強烈阻止奧氏體晶粒長大， Al在鋼中易形成 高熔點 AlN、 Al2O3細質(zhì)點，也能強烈阻止晶粒長大； ② W、 Mo、 Cr等阻礙奧氏體晶粒長大的作用中等； 四、合金元素對鋼的熱處理的影響（ 5） 圖 111 AlN含量對奧氏體晶粒度的影響 圖 112 MnNiMo鋼中的 AlN質(zhì)點 （電解萃取碳復型） ③ Ni、 Si、 Cu、 Co等阻礙奧氏體晶粒長大的作用輕微； ④ Mn、 P、 B則有助于奧氏體的晶粒長大。 2． Me對鋼的過冷奧氏體分解轉(zhuǎn)變的影響 ? 主要表現(xiàn)在合金元素可以使鋼的 C曲線發(fā)生顯著變化。 四、合金元素對鋼的熱處理的影響（ 6） 圖 113 合金元素對奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變曲線的影響 (a)強碳化物形成元素 (b)中等及弱碳化物形成元素 (c)非碳化物形成元素 四、合金元素對鋼的熱處理的影響（ 7） （ 1）對高溫轉(zhuǎn)變 （珠光體轉(zhuǎn)變） 的影響 ? 除 Co外，幾乎所有的合金元素使 C曲線右移（即增大過冷奧氏體的穩(wěn)定性，推遲珠光體型的轉(zhuǎn)變）。 四、合金元素對鋼的熱處理的影響（ 8） ? Me的加入對鋼還有固溶強化的作用 ； ?合金元素只有當淬火加熱溶入奧氏體中時，才能起到提高淬透性的作用 。 四、合金元素對鋼的熱處理的影響（ 9） ? 兩種或多種合金元素同時加入對淬透性的影響要比兩單個元素影響的總和強得多，例如鉻錳鋼、鉻鎳鋼等。 ? 合金元素的加入推遲珠光體型轉(zhuǎn)變的同時還可在連續(xù)冷卻過程中得到 貝氏體型組織的鋼 。 ? 首先表現(xiàn)在對貝氏體轉(zhuǎn)變上限溫度 BS點的影響 。 四、合金元素對鋼的熱處理的影響（ 11） ? 合金元素還改變貝氏體轉(zhuǎn)變動力學過程 ，增長轉(zhuǎn)變孕育期，減慢長大速度 。 四、合金元素對鋼的熱處理的影響（ 12 ） 四、合金元素對鋼的熱處理的影響（ 13） 圖 114 Mn和 Mo對貝氏體轉(zhuǎn)變的影響 （圖中曲線旁的數(shù)字，分別表示 Mn或 Mo的百分含量） （ 3）對低溫轉(zhuǎn)變（ 馬氏體轉(zhuǎn)變 ）的影響 ? 合金元素的作用表現(xiàn)在對馬氏體點 Ms~Mf溫度的影響，并影響鋼中殘留奧氏體含量及馬氏體的精細結(jié)構(gòu)。 四、合金元素對鋼的熱處理的影響（ 14） 圖 115 合金元素對 %C碳鋼的影響 四、合金元素對鋼的熱處理的影響（ 15） ? Ms和 Mf點的下降，使得室溫下將保留更多的殘留奧氏體量 （圖116） 。 ?對于奧氏體不銹鋼，為了要在室溫下或零溫度下（ Ms點遠低于室溫或零下）獲得穩(wěn)定的單相奧氏體組織，必須加入大量奧氏體形成元素。 四、合金元素對鋼的熱處理的影響（ 17） ?對于合金結(jié)構(gòu)鋼，為了降低殘余奧氏體量，需要進行附加的處理 ： ?冷處理 就是將淬火后的鋼件在負溫下繼續(xù)冷卻，使殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的工藝。 四、合金元素對鋼的熱處理的影響（ 18） ?多次回火 過程中殘余奧氏體發(fā)生合金碳化物的析出，降低了殘余奧氏體中的合金成分，使殘余奧氏體的 Ms、 Mf點升高，而在回火后的冷卻過程中，轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體或貝氏體（稱為二次淬火），從而使殘余奧氏體量減少。 ?當 Ms點溫度較高時 ，由于滑移的臨界分切應力較低，在 Ms點以下形成位錯結(jié)構(gòu)的馬氏體； ?在 Ms點溫度較低時 ，孿生分切應力低于滑移臨界分切應力，則馬氏體相變以孿生形成孿晶結(jié)構(gòu)的馬氏體。具體為 （ 1） Me對 馬氏體分解 的影響 （ 2） Me對 殘余奧氏體 轉(zhuǎn)變的影響 （ 3） Me對 碳化物的形成、聚集和長大 的影響 （ 4） Me對 鐵素體回復再結(jié)晶 的影響 （ 5） Me對 回火脆性 的影響 四、合金元素對鋼的熱處理的影響（ 21） 五、合金元素對鋼性能的影響 （ 1） 加入 Me的主要目的： 使鋼具有更優(yōu)異的 力學性能 使用性能 耐腐蝕性、耐熱性 強度 塑性 韌性 耐腐蝕性 熱強性 抗氧化性 耐熱性 工藝性能 鑄造性能 鍛壓性能 焊接性能 熱處理性能 切削性能 五、合金元素對鋼的性能的影響 （ 2） 合金鋼的分類與編號 一、合金鋼的分類 1．按化學成分分類 （ 1）按鋼中所含合金元素的種類分， 可分為：錳鋼、鉻鋼、硅鋼、硅錳鋼、 鉻錳鈦鋼等。 2．按鋼的用途分類 （ 1）合金結(jié)構(gòu)鋼： 工程構(gòu)件用鋼（低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼）和機械制造用鋼（合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼、滾動軸承鋼和超高強度鋼）。 （ 3）特殊性能鋼 ：抗氧化鋼、不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼和易削鋼等。 （ 2）按正火后的組織分： 鐵素體鋼、珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體鋼和奧氏體鋼。如 Q390A。 二、合金鋼的牌號 （ 2）機器零件制造用鋼 ? 由三部分組成，即由“二位數(shù)字 +元素符號 +數(shù)字”組成。 ? 凡合金元素質(zhì)量分數(shù)小于 %時，編號中只標明元素符號，一般不標含量。 ? 合金結(jié)構(gòu)鋼中的 Nb、 Ti、 B 等元素，雖然含量很低，但屬有意加入，故在鋼的牌號中仍應表示出來。 ? 合金結(jié)構(gòu)鋼都是優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼（牌號后加“ A”字）或特級優(yōu)質(zhì)鋼（牌號后加“ E”字）。鉻含量以千分之幾計，其他合金元素按合金結(jié)構(gòu)鋼的合金含量表示。 ? 其它專用機器零件制造用鋼也要在牌號的頭部（或尾部）加上代表產(chǎn)品用途的符號，例如鉚螺鋼“ ML30CrMnSi。合金元素的表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼相同。 ? 如 9SiCr 表示平均碳的質(zhì)量分數(shù)為 %左右，鉻、硅各為 1%左右。如 W18Cr4V、 W6Mo5Cr4VCW6Mo5Cr4V2 等，但當合金成分不相同時，對高碳者牌號前冠以“ C”字。例如：平均含鉻量為 %的合金工具鋼，其牌號表示為“ Cr06”。例如：SM4 SM3Cr2Mo。 當碳的質(zhì)量分數(shù)小于或等于 %時，在牌號前冠以 00”；當碳的質(zhì)量分數(shù)小于或等于 %時，在牌號前冠以“ 0”。另外，當 wSi≤%%、wMn≤2%時，牌號中不予標出。 ? 鑄造合金鋼的牌號是在一般合金鋼的牌號前加“ ZG”，如 ZGMn1 ZG1Cr18Ni9。 ? 易切削非調(diào)質(zhì)機械結(jié)構(gòu)鋼 YF35V。 提用途分類：合金結(jié)構(gòu)鋼； 合金工具鋼； 特殊性能鋼。 如： 40Cr鋼：表示平均含碳量為 ％，含鉻約為 1％的合金結(jié)構(gòu)鋼。 如： 9 SiCr：表示平均含碳量為 ％，含硅約為 1％，含鉻約為 1％的合金工具鋼。 如： Cr12MoV：表示平均含碳量大于 1％，含鉻約為 12％，含鉬約為 1％，含釩約為 1％的合金工具鋼。 應用：橋梁、船舶、車輛、鍋爐、壓力容器起重和線等。 低合金耐鋼：車輛、塔架 低合金專業(yè)用鋼 ?合金鋼 一、合金滲碳鋼： 20CrMnT： 應用：制造變速齒輪、傳動軸； 熱處理：滲碳后淬火、低溫回火。 一、合金刃具鋼 合金刃具鋼主要用來制造車刀、銑刀、鉆頭等金屬切削刀具。 如： 9 SiCr：制造絲錐、板牙、鉸刀等。 低合金刃具鋼的預備熱處理是球化退火，最終熱處理是淬火后低溫回火。高耐磨性的高合金工具鋼。 牌號： W18Cr4V， W6Mo5 Cr4V2 應用：制造切削速度較高的刀具（如車刀、銑刀、鉆頭等）和形狀復雜的成形刀具。 二、合金模具鋼 冷作模具鋼 熱作模具鋼 三、合金量具鋼 ?不銹鋼與耐熱鋼 一、不銹鋼 常用不銹鋼的牌號有 1 Cr18Ni 0Cr18Ni 1Cr1 00Cr30Mo2。 如汽輪機葉片、水壓機閥門等零件。 二、耐熱鋼 ?抗氧化鋼 ?熱強鋼 ?氣閥鋼 ?特殊物理性能鋼： 永磁鋼、軟磁鋼、無磁鋼、高電阻鋼、合金。主要性能指標是低溫沖擊韌度和韌脆轉(zhuǎn)變溫度。一般合金鋼的牌號前加“ ZG”。 第八單元 鑄鐵 定義：鑄鐵是含碳量大于 ％的鐵碳合金。 一、 灰口鑄鐵的牌號及用途 牌號：灰口鑄鐵的牌號由“灰鐵”漢語拼音字母 字頭“ HT”及后面的一組數(shù)字組成，數(shù)字表示最低抗拉強度。 二、灰口鑄鐵的熱處理 ?去內(nèi)應力退火（時效處理） ?軟化退火 ?正火 ?表面淬火 ?灰鑄鐵 球墨鑄鐵的牌號及用途 ①球墨鑄鐵的牌號是由“球鐵”兩字漢語拼音的第一個字母“ QT”，及兩組數(shù)字組成。 例如： QT40018： 表示球墨鑄鐵，起最低抗拉強度為 400MPA，最低伸長率為 18％。 球墨鑄鐵的熱處理 ?退火 ?正火 ?調(diào)質(zhì) ?貝氏體等溫淬火 ?蠕墨鑄鐵 化學成分： 一般屬于含高碳硅的共晶合金或過共晶合金。 （ 2）用途：常用于制造受熱循環(huán)載荷、要求組織致密、強度較高、形狀復雜的大型鑄件，如機床的立柱、柴油機的氣缸蓋、缸套、排氣管等。 可鍛鑄鐵牌號由三個字母及兩組數(shù)字組成。后面兩組數(shù)字分別代表最低抗拉強度和伸長率的數(shù)值。 應用：管道配件，低壓閥門等。牌號為： KmTb. ?耐熱鑄鐵： 可以在高溫下使用，其抗氧化或抗生長性能符合使用要求的鑄鐵。主要用于制作工業(yè)加熱爐附件如爐底板、煙道擋板、廢氣道、傳遞鏈構(gòu)件等。牌號為：ST，常用于化工機械如管道、閥門、耐酸泵、反應鍋及容器等。 ?鋁及鋁合金 主要用于電氣、汽車、車輛、化工等部門，還是航空航天工業(yè) 主要結(jié)構(gòu)材料。主要用于熔煉鋁合金，制造電線、電纜、電器元件、換熱器件及要求制作質(zhì)輕、導熱與導電、耐大氣腐蝕但強度要求不高的機電構(gòu)件等。 分類： 變形鋁合金 鑄造鋁合金 熱處理不可強化的鋁合金 — 防銹鋁 鋁合金 熱處理可強化的鋁合金：硬鋁、超硬鋁、鍛鋁 鋁硅合金 鋁鋼合金 鋁鎂合金 鋁鋅合金 ?銅及銅合金 用途： 主要用于工業(yè)純鋼、黃鋼、青鋼及白鋼。牌號： T 2. 銅合金的分類：黃銅、白銅、青銅。加入鉛可以改善黃銅的切削加工性；加入硅可以提高黃銅的強度和硬度，改善其鑄造性能；加入錫能增加黃銅的強度和在海水中的能耐性，因此，錫黃銅有 海軍黃銅之稱 。 ：牌號“ Q”，加入其它的元素可以形成：錫青銅、鋁青銅、硅青銅等。 ：牌號“ ZCu”，以銅為基的銅合金 三、鈦及鈦合金 鈦已經(jīng)成為航空、航天、化工、造船、機電產(chǎn)品、醫(yī)療衛(wèi)生和國防等部門廣泛使用的太鐵金屬材料。 鈦合金： 牌號“ T”，鈦及鈦合金是一種很有發(fā)展前途的新型金屬材料，已經(jīng)形成了較完整的鈦金屬生產(chǎn)工業(yè)體系。廣泛用于機床、汽車發(fā)動機、各類連桿、大型機電等動力設(shè)備