合金元素對(duì)鋼熱處理工藝性能的影響

熱處理工藝性能反映鋼熱處理的難易程度和熱處理產(chǎn)生缺陷的傾向。主要包括淬透性、過(guò)熱敏感性、回火脆化傾向和氧化脫碳傾向等。合金鋼的淬透性高, 淬火時(shí)可以采用比較緩慢的冷卻方法,可減少工件的變形和開(kāi)裂傾向。加入錳、硅會(huì)增大鋼的過(guò)熱敏感性?！?-2 合金結(jié)構(gòu)鋼用于制造重要工程結(jié)構(gòu)和機(jī)器零件的鋼種稱(chēng)為合金結(jié)構(gòu)鋼。主要有低合金結(jié)構(gòu)鋼、合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼、滾珠軸承鋼。

常用低合金結(jié)構(gòu)鋼

16Mn是我國(guó)低合金高強(qiáng)鋼中用量廣泛多、產(chǎn)量 的鋼種。使用狀態(tài)的組織為細(xì)晶粒的鐵素體-珠光體，強(qiáng)度比普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235高約20%~30%，耐大氣腐蝕性能高20%~38%。15MnVN 中等級(jí)別強(qiáng)度鋼中使用多的鋼種。強(qiáng)度較高，且韌性、焊接性及低溫韌性也較好，被廣泛用于制造橋梁、鍋爐、船舶等大型結(jié)構(gòu)。強(qiáng)度級(jí)別超過(guò)500MPa后，鐵素體和珠光體組織難以滿足要求，于是發(fā)展了低碳貝氏體鋼。加入Cr、Mo、Mn、B等元素，有利于空冷條件下得到貝氏體組織，使強(qiáng)度更高，塑性、焊接性能也較好，多用于高壓鍋爐、高壓容器等。

縮小γ相區(qū)元素——亦稱(chēng)鐵素體穩(wěn)定化元素, 主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr等。它們使A3點(diǎn)上升, A4點(diǎn)下降(鉻除外, 鉻含量小于7%時(shí), A3點(diǎn)下降; 大于7%后,A3點(diǎn)迅速上升), 從而縮小γ相區(qū)存在的范圍, 使鐵素體穩(wěn)定區(qū)域擴(kuò)大。按其作用不同可分為完全封閉γ相區(qū)的元素(如Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si等)和部分縮小γ相區(qū)的元素(如B、Nb、Zr等)。
2. 形成碳化物合金元素按其與鋼中碳的親和力的大小, 可分為碳化物形成元素和非碳化物形成元素兩大類(lèi)。常見(jiàn)非碳化物形成元素有：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。它們基本上都溶于鐵素體和奧氏體中。常見(jiàn)碳化物形成元素有：Mn、Cr、W、V、Nb、Zr、Ti等(按形成的碳化物的穩(wěn)定性程度由弱到強(qiáng)的次序排列)，它們?cè)阡撝幸徊糠止倘苡诨w相中，一部分形成合金滲碳體, 含量高時(shí)可形成新的合金碳化合物。
影響：對(duì)奧氏體和鐵素體存在范圍的影響：擴(kuò)大或縮小γ相區(qū)的元素均同樣擴(kuò)大或縮小Fe-Fe3C相圖中的γ相區(qū), 且同樣Ni或Mn的含量較多時(shí), 可使鋼在室溫下得到單相奧氏體組織(如1Cr18Ni9奧氏體不銹鋼和ZGMn13高錳鋼等)， 而Cr、Ti、Si等超過(guò)一定含量時(shí), 可使鋼在室溫獲得單相鐵素體組織 (如1Cr17Ti高鉻鐵素體不銹鋼等)。

鋼板中的：鎮(zhèn)靜鋼板是由普通碳素結(jié)構(gòu)鋼鎮(zhèn)靜鋼熱軋制成的鋼板。鎮(zhèn)靜鋼是脫氧完全的鋼，鋼液在澆注前用錳鐵、硅鐵和鋁等進(jìn)行充分脫氧，鋼液含氧量低(一般為0.002-0.003%)，鋼液在鋼錠模中較平靜，不產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象，鎮(zhèn)靜鋼由此得名。在正常操作條件下，鎮(zhèn)靜鋼中沒(méi)有氣泡，組織均勻致密;由于含氧量低，鋼中氧化物夾雜較少，純凈度較高，冷脆和時(shí)效傾向小;同時(shí)，鎮(zhèn)靜鋼偏析較小，性能比較均勻，質(zhì)量較高。鎮(zhèn)靜鋼的缺點(diǎn)是有集中縮孔，成材率低，價(jià)格較高。因此，鎮(zhèn)靜鋼材主要用于低溫下承受沖擊的構(gòu)件、焊接結(jié)構(gòu)及其他要求強(qiáng)度較高的構(gòu)件。

碳素結(jié)構(gòu)鋼板：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼是含碳小于0.8%的碳素鋼，這種鋼中所含的硫、磷及非金屬夾雜物比碳素結(jié)構(gòu)鋼少，機(jī)械性能較為優(yōu)良。

優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼按含碳量不同可分為三類(lèi):低碳鋼(C≤0.25%)、中碳鋼(C為0.25-0.6%)和高碳鋼(C>0.6%)。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼按含錳量不同分為正常含錳量(含錳0.25%-0.8%)和較高含錳量(含錳0.70%-1.20%)兩組，后者具有較好的力學(xué)性能和加工性能。