合金元素在合金钢中的作用及原理(合金元素在合金钢中的作用是)

导语：合金元素在合金钢中的作用

1、合金元素固溶于铁素体

合金元素固溶于铁素体后，会使α-Fe晶格产生畸变——固溶强化，使铁素体强度提高。当合金元素配比适当时，在提高强度的同时，并不降低塑性，且有的合金元素（Cr、Ni）含量较低时：Cr<2%，Ni<5%，就既能提高强度，又增加塑、韧性。

2、合金元素溶于奥氏体

合金元素溶于奥氏体，除一定程度上起固溶强化，提高钢的强度作用外，最重要的是增加了奥氏体的稳定性，使C曲线显著右移，故合金钢的淬透性很好。如：45最大淬透直径15mm，加入1.8% Mn后可达60 mm。

3、合金元素形成碳化物、金属化合物

合金渗碳体:（Fe-Cr）3C、（Fe-W）3C

复杂碳化物: （Cr-Fe）23C6 、Fe4W2C、VC、MoC、NbC、TiC、AlN、SiO2、TiO2、TiN、Al2O3。

这些化合物都是硬而脆的强化相，具有相当高的热稳定性。在钢中呈弥散分布时，可以显著的强化钢，且可以抑制高温奥氏体晶粒长

大，细化晶粒，减少（降低）或消除钢的热敏感性，提高回火抗力。

4、合金元素改变钢的相变温度

当合金元素加入碳素钢之后，会对相变临界点产生影响，反映到Fe-Fe3C相图上: a、扩大γ相区元素（Ni、Mn、Cu、Co、N）

b、扩大α相区（缩小封闭γ相区）的元素Si、Cr、Mo、W、V、Ti、Al 等使临界点A3上升，A4下降，有的元素还能使A3、A4重合，不出现γ相。

5、 合金元素改变共析点的位置

合金元素在改变相变温度的同时，也改变共析温度和共析成分，反映在Fe-Fe3C相图上，共析点的位置发生改变。

a、当合金元素为非碳化物形成元素 Si、Ni、Cu 或弱碳化物形成元素Mn时合金元素溶于奥氏体，排挤出部分碳原子，这部分被排挤出的碳原子必然参与共析反应，使共析点S 的含碳量下降，即向左移动。随着合金元素含量增加，共析点的含碳量越来越低。共析点左移表明，在含碳量相同的条件下，合金钢的珠光体组织比碳钢多，因而强度高。

b、 当合金元素为碳化物形成元素时，由于这些元素与碳形成稳定的碳化物，因而这部分碳被固定，不参与共析反应，故共析点S右移。共析点右移表明，在含碳量相同的条件下，合金钢组织中铁素体含量比碳钢多。由于组织中存在硬而脆的碳化物铁素体含量会保证塑、韧性，而强度、硬度仍较高。

6、合金元素对钢加热时组织转变的影响

由于强碳化物形成元素使奥氏体成分难以均匀化，提高淬火温度或延长保温时间可使奥氏体成分均匀化（C曲线右移），这也是提高合金钢淬透性的有效方法。

7、合金元素对过冷奥氏体（C曲线）转变的影响

除Co以外，其它合金元素溶入奥氏体，都增大其稳定性，使C曲线右移。对A晶粒度的作用：Al、Ti、Nb、V、Zr 能形成微细的碳化物质点，且熔点很高，能强烈地抑制奥氏体晶粒长大（高温下）。W、Mo、Cr有一定的阻碍作用，而 C、Mn、P 则促进奥氏体晶粒长大（降低Fe原子间的结合力）。

8、合金元素对回火转变的影响

含Cr、Mn的合金结构钢，在250-400℃范围回火，产生无法消除的脆性，称为第一类回火脆性（或不可逆回火脆性）。产生原因尚无定论，沿条状马氏体晶界析出碳化物薄片是重要原因；也与S、P、As、Sb、Sn 等杂质有关。

含Cr、Ni、Mn、Si的合金结构钢在550-650℃回火产生的可以通过热处理消除的回火脆性，称为第二类回火脆性（可逆回火脆性）。原因：钢中Ni、Cr及杂质Sb、P、Sn向原奥氏体晶界偏聚有关，偏聚程度越大，回火脆性越严重。消除方法：重新回火加热至600℃以上，快

冷（水冷）。

本文内容由快快网络小姿整理编辑！