合金元素對鋼的熱處理淬火的影響

合金鋼的種類合金鋼的分類方法很多，但最常用的是下面兩種分類方法：（1）按用途分類
　　合金結構鋼：用于制造機械零件和工程結構的鋼；
　　合金工具鋼：用于制造各種加工工具的鋼；
　　特殊性能鋼：具有某種特殊物理、化學性能的鋼，如不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等。（2）按所含合金元素總含量分類
　　低合金鋼：合金元素總含量＜5%；
　　中合金鋼：合金元素總含量5%-10%；
　　高合金鋼：合金元素總含量＞10%。合金元素對鋼的熱處理的影響合金元素對鋼的熱處理淬火的影響主要表現在對加熱、冷卻和回火過程中的相變等方面。①阻礙奧氏體的晶粒長大：幾乎所有的合金元素（除錳以外）都能減緩鋼的奧氏體化過程、阻止奧氏體晶粒的長大，尤其是碳化物形成元素鈦、釩、鉬、鎢、鈮、鋯等。在元素周期表中，這些元素都位于鐵的左側，越遠離鐵，越易形成比鐵的碳化物更穩定的碳化物，如TiC、VC、MoC等，這些碳化物在加熱時很難溶解，能強烈地阻礙奧氏體晶粒的長大。因此，合金鋼在淬火時，應相應地提高加熱溫度或延長保溫時間，才能保證奧氏體化過程的充分進行，并且與相應的碳鋼相比，在同樣加熱條件下，合金鋼的組織較細，機械性能更高。②提高淬透性：大多數合金元素（除鈷以外）當它們溶解于奧氏體中以后，都能提高過冷奧氏體的穩定性，使C曲線位置右移，臨界冷卻速度減小，從而提高鋼的淬透性。合金元素對鋼的淬透性的影響，由強到弱可以排列成下列次序：鉬、錳、鎢、鉻、鎳、釩，也能明顯提高淬透性。所以對于合金鋼就可以采用冷卻能力較低的淬火劑淬火，如采用油淬，以減小零件的淬火變形和開裂傾向。此外，多數合金元素（除鈷、鋁）溶入奧氏體后，使馬氏體轉變溫度M。和M點下降，熱處理淬火后鋼中殘余奧氏體含量增加。③提高回火穩定性：合金元素在回火過程中，由于合金元素的阻礙作用，推遲了馬氏體的分解和殘余奧氏體的轉變，提離了鐵素體的再結晶溫度，使碳化物不易聚集長大，而保持較大的彌散度。因此，提高了鋼對回火軟化的抗力，即提高了鋼的回火穩定性。和碳素鋼相比，在相同的回火溫度下，合金鋼比同樣含碳量的碳素鋼具有更高的硬度和強度，對工具鋼和耐熱鋼尤為重要在達到相同強度的條件下，合金鋼可以在更高的溫度下回火，以充分消除內應力，而使韌性更好，這對結構鋼尤為重要。除此之外，一些碳化物形成元素如鉻、鎢、鉬、釩等，在回火過程中又析出了新的更細的特殊碳化物，發揮了第二相的彌散強化作用，使硬度又進一步提高。這種二次硬化現象在合金工具鋼中是很有價值的；而含鉻、鎳、錳、硅等元素的合金結構鋼，在450-600℃范圍內長期保溫或回火后緩冷均出現高溫回火脆性，應在回火后采用快冷。本文參考《金屬工藝基礎與實踐》一書。