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合金元素對鋼的影響

1． 溶解于鐵起固溶強化作用   
　　幾乎所有合金元素均能不同程度地溶于鐵素體、奧氏體中形成固溶體，使鋼的強度、硬度提高，但塑性韌性有所下降。使鋼具有強韌性的良好配合。
　　2． 形成碳化物，起第二相強化、硬化作用
　　按照與碳之間的相互作用不同，常用的合金元素分為非碳化物形成元素和碳化物形成元素兩大類。碳化物形成元素包括Ti、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn等，它們在鋼中能與碳結合形成碳化物，如TiC、VC、WC等，這些碳化物一般都具有高的硬度、高的熔點和穩定性，如果它們顆粒細小并在鋼中均勻分布時，則顯著提高鋼的強度、硬度和耐磨性。
　　3． 使結構鋼中珠光體增加，起強化的作用
　　合金元素的加入，使Fe-Fe3C相圖中的共析點左移，因而，與相同含碳量的碳鋼相比，亞共析成分的結構鋼（一般結構鋼為亞共析鋼）含碳量更接近于共析成分，組織中珠光體的數量，使合金鋼的強度提高。
二、合金元素對鋼工藝性能的影響
　　1．對熱處理的影響
　?。?）對加熱過程奧氏體化的影響 ：合金鋼熱處理可適當提高加熱溫度和延長保溫時間 
　　合金鋼中的合金滲碳體、合金碳化物穩定性高，不易溶入奧氏體；合金元素溶入奧氏體后擴散很緩慢，因此合金鋼的奧氏體化速度比碳鋼慢，為加速奧氏體化，要求將合金鋼（錳鋼除外）加熱到較高的溫度和保溫較長的時間。除Mn外的所有合金元素都有阻礙奧氏體晶粒長大的作用，尤其是Ti、V等強碳化物形成的合金碳化物穩定性高，殘存在奧氏體晶界上，顯著地阻礙奧氏體晶粒長大。因此奧氏體化的晶粒一般比碳鋼細。
　?。?）對過冷奧氏體轉變的影響 ：合金鋼淬透性更好，可減小淬火冷速，減小淬火變形。但殘余奧氏體增多
　　除Co外，所有溶于奧氏體中的合金元素，都使過冷奧氏體的穩定性增大，使C曲線右移，馬氏體臨界冷卻速度減小，淬透性提高。這使得合金鋼利用較小的冷卻速度即能淬成馬氏體組織，可減小淬火變形。因此大尺寸、形狀復雜或要求精度高的重要零件需要用合金鋼制作。 除Co、Al外，大多數合金元素都使Ms點降低，使合金鋼淬火后的殘余奧氏體量比碳鋼多，這將對零件的淬火質量會產生不利影響。
　?。?）對回火轉變的影響 ：合金鋼耐回火性好，回火后強韌性配合更好，有些鋼可產生“二次硬化”
　　合金鋼回火時馬氏體不易分解，抗軟化能力強，即提高了鋼的耐回火性，回火后能有更好的強韌性配合。 合金元素能提高馬氏體分解溫度，對于含有較多Cr、Mo、W、V等強碳化物形成元素的鋼，當加熱至500～600℃回火時，直接由馬氏體中析出合金碳化物，這些碳化物顆粒細小，分布彌散，使鋼的硬度不僅不降低，反而升高這種現象稱為“二次硬化”。但有些合金鋼應避免“回火脆性”的產生。
　　2．對焊接性能的影響
　　淬透性良好的合金鋼在焊接時，容易在接頭處出現淬硬組織，使該處脆性增大，容易出現焊接裂紋；焊接時合金元素容易被氧化形成氧化物夾雜，使焊接質量下降，例如，在焊接不銹鋼時，形成Cr2O3夾雜，使焊縫質量受到影響，同時由于鉻的損失，不銹鋼的耐腐蝕性下降，所以高合金鋼最好采用保護作用好的氬弧焊。
　　3．對鍛造性能的影響
　　由于合金元素溶入奧氏體后使變形抗力增加，使塑性變形困難，合金鋼鍛造需要施加更大的壓力噸位；同時合金元素使鋼的導熱性降低、脆性加大，增大了合金鋼鍛造時和鍛后冷卻中出現變形、開裂的傾向，因此合金鋼鍛后一般應控制終鍛溫度和冷卻速度。