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合金元素对相图的影响:1.对奥氏体和铁素体存在范围的影响:扩大或缩小γ相区的元素均同样扩大或缩小Fe-Fe3C相图中的γ相区,且同样Ni或Mn的含量较多时,可使钢在室温下得到单相奥氏体组织(如奥氏体不锈钢和高锰钢等),而Cr、Ti、Si等超过一定含量时,可使钢在室温获得单相铁素体组织(如高铬铁素体不锈钢等)。
2.对Fe-Fe3C相图临界点(S和E点)的影响:扩大γ相区的元素使Fe-Fe3C相图中的共析转变温度下降,缩小γ相区的元素则使其上升,并都使共析反应在一个温度范围内进行。几乎所有的合金元素都使共析点(S)和共晶点(E)的碳含量降低,即S点和E点左移,强碳化物形成元素的作用尤为强烈。
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我们知道,普通破钢碳钢与大气中的氧发生反应,在金属表面形成氧化膜,然后继续进行氧化,使锈蚀不断扩大,形成“千层糕”式的腐蚀物,直至烂穿。当然,人们可以利用油漆或耐氧化的金属(例如锌、镍和铬)进行电镀来保护碳钢表面,但是,这种保护的保护层仅是一层薄膜,如果保护层被破坏,下面的钢便又开始锈蚀。但不锈钢不同,当它的含铬量达到12%左右,与大气接触,在钢的表面会产生一层钝化膜(Cr2O3),它是致密的富铬氧化物.有效地保护着不锈钢的表面,特别是能防止进一步氧化。这种氧化膜极薄,透过它可以看到钢表面的自然光泽,使不锈钢具有独特的表面特性。如果表层氧化膜被破坏,所暴露出的钢表面会和大气中的氧发生反应,重新形成钝化膜。继续起保护作用。因此,在此理论的引导下,许多人认为,不锈钢是不会生锈的。
合金元素对回火转变的影响:(1)提高回火稳定性合金元素在回火过程中推迟马氏体的分解和残余奥氏体的转变(即在较高温度才开始分解和转变),提高铁素体的再结晶温度,使碳化物难以聚集长大,因此提高了钢对回火软化的抗力,即提高了钢的回火稳定性。提高回火稳定性作用较强的合金元素有:V、Si、Mo、W、Ni、Co等。(2)产生二次硬化一些Mo、W、V含量较高的高合金钢回火时,硬度不是随回火温度升高而单调降低,而是到某一温度(约400℃)后反而开始增大,并在另一更高温度(一般为550℃左右)达到峰值。这是回火过程的二次硬化现象,它与回火析出物的性质有关。当回火温度低于450℃时,钢中析出渗碳体;在450℃以上渗碳体溶解,钢中开始沉淀出弥散稳定的难熔碳化物Mo2C、W2C、VC等,,使硬度重新升高,称为沉淀硬化。回火时冷却过程中残余奥氏体转变为马氏体的二次淬火所也可导致二次硬化。(3)增大回火脆性和碳钢一样,合金钢也产生回火脆性,而且更明显。这是合金元素的不利影响。在450℃-600℃间发生的第二类回火脆性(高温回火脆性)主要与某些杂质元素以及合金元素本身在原奥氏体晶界上的严重偏聚有关,多发生在含Mn、Cr、Ni等元素的合金钢中。这是一种可逆回火脆性,回火后快冷(通常用油冷)可防止其发生。钢中加入适当Mo或W(0.5%Mo,1%W)也可基本上这类脆性。
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