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简述合金元素对钢力学性能的影响

发布日期:2019年7月25日 上午7:03

合金元素对钢力学性能的影响

提高钢的强度是添加合金元素的主要目的之一。为了提高强度,必须设法增加位错运动的阻力。金属的强化机制包括固溶强化、位错强化、细晶强化和二期强化(沉淀和弥散)。合金元素的强化作用正是基于这些强化机制。

简述合金元素对钢力学性能的影响

1、退火对钢力学性能的影响

结构钢在退火状态下的基本相是铁素体和碳化物。合金元素溶于铁素体,形成合金铁素体。依靠固溶强化,强度和硬度得到提高,但塑性和韧性降低。

2、退火对钢力学性能的影响

合金元素的加入降低了共析点的含碳量,使C曲线向右移动,增加了珠光体在组织中的比例,减小了珠光体层间的距离,增加了钢的强度,降低了钢的塑性。然而,在退火条件下,合金钢没有很大的优势。

随着过冷奥氏体稳定性的提高,合金钢在正火状态下可获得组织间距较小的珠光体、贝氏体甚至马氏体组织,大大提高了其强度。锰、铬、铜的强化效果较大,而硅、铝、钒、钼的强化效果受一般含量(如一般结构钢的实际含量)的影响较小。

3、调质对钢力学性能的影响

合金元素对钢在调质条件下的强化效果最为显著,因为它充分利用了这四种强化机制。淬火过程中形成马氏体,回火过程中碳化物析出,导致强二相强化,大大提高了韧性。因此,获得和回火马氏体是最经济有效的钢的综合强化方法。

在钢中加入合金元素,主要目的是提高钢的淬透性,保证淬火时容易获得马氏体。其次,提高了钢的回火稳定性,使马氏体保持在较高的温度下,淬火钢在回火过程中析出的碳化物更细、更均匀、更稳定。因此,在相同条件下,合金钢的强度高于碳钢。


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