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合金元素對超級奧氏體鋼熱處理的影響

2022-11-30

超級奧氏體轉變的過程中,除需要鐵、碳原子的擴散外,同時還有合金元素原子的擴散以及合金碳化物溶解,因此合金元素對碳化物穩定性的影響、元素自身在鋼中的擴散能力,以及合金元素對碳在奧氏體中擴散的影響等,都將直接影響合金鋼中奧氏體的轉變過程。歸納起來,合金鋼加熱時的組織轉變有以下兩個顯著的特點。

1.合金鋼奧氏體化加熱溫度高、保溫時間長

合金鋼加熱時,為了獲得成分均勻的奧氏體組織,一般都希望有盡可能多的合金元素溶入奧氏體,只有這樣才能充分發揮合金元素的有益作用。但由于合金鋼中往往含有強碳化物形成元素所形成的碳化物如TiC、VC、NbC、ZrC等,它們的穩定性很高,只有在較高的溫度下才開始溶解;另外,除鎳、鈷以外的大多數合金元素都有減緩鋼奧氏體化的作用,因此,-般合金鋼、特別是含有強碳化物形成元素的合金鋼,如S31254、NO8367等。其熱處理時往往需要更高的加熱溫度和較長的保溫時間。

2.大多數合金元素都能在加熱時阻礙奧氏體晶粒的長大

鋯、鈮、鈦、釩、鋁等元素在加熱時能強烈阻礙奧氏體晶粒長大;鎢、鉬、鉻等則能起到中等的阻礙作用。這是因為這些元素在鋼中能形成穩定的微細碳化物質點或氧化物質點,彌散分布在奧氏體晶界上,使晶界移動困難,從而對奧氏體晶粒長大起阻礙作用。錳、磷、碳等則促進奧氏體晶粒長大,特別是在鋼的碳含量較高時這種不利的影響愈加顯著。因此,除錳鋼外,一般合金鋼加熱時都不宜過熱,即便是在較高的加熱溫度下,仍能得到晶粒細小的奧氏體,淬火后獲得細小的馬氏體,獲得較為理想的力學性能。

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