第三章合金钢中的相变问题：钢中可能发生的相变有哪些？§3.1合金元素对相变基本因素的影响一、合金元素对新相（α）、母相（γ）自由能的影响ΔFv：自由能差（奥氏体向铁素体转变），表示相变驱动力1、降低ΔFv：C、Mn、Cr、Ni2、提高ΔFv：Al、Co3、影响不大：Mo、W钢中扩散包括：2、元素对碳在奥氏体中扩散能力的影响（1）Cr、Mn、Mo、Ti、Nb等阻碍Fe在奥氏体中的自扩散。这些元素与铁形成固溶体，降低铁原子的活度，使铁原子间结合力增加。（2）碳对Fe在奥氏体中自扩散的影响:存在碳，削弱铁原子间结合力，促进铁原子扩散。4、碳在铁中的活度说明：合金元素对固溶体中C的活度的影响，只发生在下列情况：他们溶于固溶体。钢加热过程中相变是什么？涉及哪些具体转变？奥氏体形成过程钢加热奥氏体化时有两种相互竞争的相变机制：晶体学有序机制和无序机制。无序机制形成奥氏体时，α→γ转变伴随着重结晶，即γ新晶粒的形成对原始α相来说，改变了大小和方向；有序机制：不伴随重结晶，以相变切变的方式进行，γ晶粒保持原来α相晶粒的形状和大小决定晶体相变转变机制的主要因素是：原始组织的类型以及他们之间精确的晶体学有序性。原始无序的组织只能以无序转变机制进行相变；原始有序组织有两种转变机制：有序转变机制和无序转变机制。到底以那种相变机制进行转变，取决于合金化程度和加热速度。合金化程度越高，加热速度越快，越易出现有序转变或组织遗传。见图3－6消除组织遗传的方法：最终的快速加热淬火之前进行回火处理。二、合金元素对A形成速度的影响合金元素的加入，改变了钢A形成温度A1，A3和Acm及相变点的位置，从而影响了A形成速度；A的形成速度取决于奥氏体的形核和长大，这都和C的扩散有关，合金元素的加入改变了碳的扩散速度，所以影响了A的形成速度.(1)Co,Ni提高C的扩散，增大A形成速度；(2)Si,Al,Mn影响不大；(3)碳化物形成元素Cr，Mo，W，Ti，V等阻碍碳的扩散，阻碍A形成三、合金元素对碳化物溶解的影响2、碳化物的溶解规律作业：把以下四种钢在同一温度下进行奥氏体化处理，请比较各种钢中Cr的碳化物完全溶解所需时间最长的是？所需时间最短的是？所需时间大致相当的是？40CrNi、40Cr、40CrMn、40CrMo四、合金元素对奥氏体晶粒长大的影响§3.3合金元素对过冷A分解的影响一、对过冷A稳定性的影响六种基本类型的过冷奥氏体等温分解曲线及其连续冷却转变曲线1）碳钢及其不含碳化物形成元素——Ni、Si、Cu的低合金钢2)含C为0.4～0.5%，用碳化物形成元素－Cr、Mo、W、V合金化的结构钢3)含C为较高，用碳化物形成元素－Cr、Mo、W、V合金化的工具钢4)含C在0.15～0.25%范围内CrNiMo和CrNiW钢5)高Cr钢(如Cr13、Cr17）6)高合金的奥氏体钢思考题：对高Cr钢，能否获得贝氏体组织；对W、Mo钢，能否获得珠光体组织？二、对珠光体转变的影响③对珠光体转变产物的碳化物类型的影响（1）碳钢的珠光体（F＋Fe3C），碳化物为Fe3C；（2）强碳化物形成元素，将形成MC，如TiC，NbC，VC等（3）中强碳化物形成元素高温区，且合金达到一定含量，形成M23C6或M3C，如Cr/C>5%，形成Cr23C6，而Cr/C<4%，形成(FeCr)3C；低温区，主要为Fe3C，因为温度低，元素扩散困难。三、对贝氏体相变的影响合金元素Cr，Ni，Mn能降低ΔF(A与F的自由能差），减少相变驱动力，减慢A分解，降低了贝氏体的转变速度，推迟其转变。Cr，Mn又是碳化物形成元素，阻碍C原子的扩散。强烈阻碍贝氏体的形成；Mo，W作用不明显Si，对B有推迟作用，原因是强烈提高Fe的结合力，阻碍C原子从Fe中脱溶。Co，Al能提高ΔF，同时提高C的扩散速度，加速B形成。四、合金元素对马氏体相变的影响合金元素对1.0%C碳钢Ms点的影响问题：淬火钢回火过程中发生的可能转变有哪些？钢淬火后，内部组织很不稳定，随回火温度的不同，淬火组织会发生一系列的组织转变，包括：马氏体的分解；残余奥氏体的分解；碳化物的形成、聚集和长大；α－Fe的回复和再结晶回火过程发生的两个现象：弥散强化（或硬化）、回火脆性这几个过程被C和合金元素扩散所控制，是相互交错进行的，很难截然分开。一、合金元素对马氏体的分解的影响2、在中温和高温区（大于250℃）温度的升高，合金元素活动能力增加，对M分解有显著影响。（1）碳化物形成元素将强烈推迟M的分解，即推迟C从M中析出，如碳钢中C从M析出完全析出的温度范围是250～300℃，而含碳化物形成元素的钢中C从M中析出的温度根据其中合金元素的不同，可以提高到400～500℃（Cr