合金元素在结构钢中的作用
有三个方面:
①增大钢的淬透性。淬透性是指钢淬火时,从表层起淬成马氏体层的深度,是取得良好综合性能的主要参数。除co外,几乎所有合金元素如 mn、mo、cr、ni、si和c、n、b等都能提高钢的淬透性,其中 mn、mo、cr、b的作用好强,其次是ni、si、cu。而强碳化物形成元素如 v、ti、nb等,只有溶于奥氏体中时才能增大钢的淬透性。
②影响钢的回火过程。由于合金元素在回火时能阻碍钢中各种原子的扩散,因而在同样温度下和碳素钢相比,一般均起到延迟马氏体的分解和碳化物的聚集长大作用,从而提高钢的回火稳定性,即提高钢的抗回火软化能力,v、w、ti、cr、mo、si的作用比较显著,al、mn、ni的作用不明显。含有较高含量的碳化物形成元素如v、w、mo等的钢,在500~600℃回火时,析出细小弥散的特殊碳化物质点如v4c3、mo2c、w2c等,代替部分较粗大的合金渗碳体,使钢的强度不再下降反而升高,即出现二次硬化(见回火)。mo对钢的回火脆性有阻止或减弱的作用。
③影响钢的强化和韧化。ni以固溶强化方式强化铁素体;mo、v、nb等碳化物形成元素,既以弥散硬化方式又以固溶强化方式提高钢的屈服强度;碳的强化作用好显著。此外,加入这些合金元素,一般都细化奥氏体晶粒,增加晶界的强化作用。影响钢的韧性因素比较复杂,ni改善钢的韧性;mn易使奥氏体晶粒粗化,对回火脆性敏感;降低p、s含量,提高钢的纯净度,对改善钢的韧性有重要作用(见金属的强化)。