1、1第五章第五章 鐵碳合金鐵碳合金第一節第一節 鐵碳合金基本組元、組織及鐵碳合金基本組元、組織及 其性能其性能第二節第二節 鐵碳相圖分析鐵碳相圖分析第三節第三節 碳鋼及合金鋼概述碳鋼及合金鋼概述2第一節第一節 鐵碳合金基本組元、組織及其性能鐵碳合金基本組元、組織及其性能一、鐵碳合金基本組元一、鐵碳合金基本組元二、鐵碳相圖分析（認識相圖結構，點線區，二、鐵碳相圖分析（認識相圖結構，點線區， 三種反應）三種反應）三、基本組織及其性能（組織名稱、特點、三、基本組織及其性能（組織名稱、特點、 性能）性能）3 鋼鐵鋼鐵是鐵基合金（黑色金屬）的總稱。鐵和碳是鐵基合金（黑色金屬）的總稱。鐵和碳是鋼鐵材料兩個最

2、基本的是鋼鐵材料兩個最基本的組元組元。碳的質量分數。碳的質量分數0.0218%0.0218%WcWc2.11%2.11%稱為稱為鋼鋼，2.11%2.11%WcWc 6.69% 6.69%稱稱為為鐵或鑄鐵鐵或鑄鐵。不特意加入合金元素的鋼稱為。不特意加入合金元素的鋼稱為碳素鋼碳素鋼（簡稱碳鋼），而特意加入一種或數種一定量合金（簡稱碳鋼），而特意加入一種或數種一定量合金元素的鋼稱為元素的鋼稱為合金鋼合金鋼。鋼鐵材料是目前乃至今后很長一段時間內人類社會鋼鐵材料是目前乃至今后很長一段時間內人類社會中最為重要的金屬材料。為了熟悉并合理利用鋼鐵中最為重要的金屬材料。為了熟悉并合理利用鋼鐵材料，應了解鐵與碳的

3、相互作用，認識鐵碳合金的材料，應了解鐵與碳的相互作用，認識鐵碳合金的本質及其成分、組織結構與性能之間的關系。本質及其成分、組織結構與性能之間的關系。4Fe2CFeCFe3C6.69%C所研究的所研究的Fe-FeFe-Fe3 3C C相圖的位置相圖的位置FeCC%T FeFe 鐵是過渡族元素，鐵是過渡族元素，熔點為熔點為15381538，密度是，密度是7.87g/cm7.87g/cm3 3。 FeFe3 3C C 是一種具有復雜是一種具有復雜結構的間隙化合物，通常結構的間隙化合物，通常稱滲碳體。含碳量稱滲碳體。含碳量6.69%6.69%，硬度很高，強度低，塑性硬度很高，強度低，塑性韌性很差。理論

4、熔化溫度韌性很差。理論熔化溫度12271227。是介穩定化合物，。是介穩定化合物，條件適當時，會分解成單條件適當時，會分解成單質狀態的石墨質狀態的石墨C C 。 碳質量分數超過碳質量分數超過6.69%的鐵碳合金的鐵碳合金脆性很大，沒有使脆性很大，沒有使用價值用價值,所以有使用所以有使用意義并被深入研究意義并被深入研究的只有的只有Fe-Fe3C這一這一部分。部分。一、鐵碳合金基本組元一、鐵碳合金基本組元5固態鐵隨溫度的改變，由一種晶格轉變為另一種晶格固態鐵隨溫度的改變，由一種晶格轉變為另一種晶格的現象，稱為的現象，稱為同素異構轉變同素異構轉變。該特性是鋼鐵材料通過。該特性是鋼鐵材料通過熱處理獲得

5、多種組織結構與性能的理論依據。熱處理獲得多種組織結構與性能的理論依據。FeFeFe1394912bccfccbcc固態鐵的特性固態鐵的特性同素異構轉變同素異構轉變 6二、鐵碳相圖分析（二、鐵碳相圖分析（相圖結構，點線區，三種反應相圖結構，點線區，三種反應）以以相相組成物表示的組成物表示的Fe-Fe3C相圖相圖1 1、鐵碳相圖中主要的、鐵碳相圖中主要的點、線、區點、線、區 分析分析(1) 點點 (見見P69)(2) 線線 液相線液相線 固相線固相線 三條水平線三條水平線 三條特征線三條特征線(3) 區區 4個單相區個單相區 1條垂直線條垂直線 7個雙相區個雙相區 L L + + L+ L+ Fe

6、3C + Fe3C + Fe3C + 7WcWc（% %）FeFe鐵碳合金中的相鐵碳合金中的相 液相液相L L 鐵與碳的液溶體。鐵與碳的液溶體。相相 是碳在是碳在FeFe中的間隙固溶中的間隙固溶體，呈體心立方晶格，在體，呈體心立方晶格，在13941394以上以上存在，存在，14951495時溶碳量為時溶碳量為0.09%0.09%。相相 是碳在是碳在FeFe中的間隙固溶中的間隙固溶體，呈體心立方晶格。其中碳的固溶體，呈體心立方晶格。其中碳的固溶度室溫時約為度室溫時約為0.0008%0.0008%，600600時為時為0.0057%0.0057%，在，在727727時為時為0.0218%0.021

7、8%。其性。其性能特點是強度低、硬度低、塑性好能特點是強度低、硬度低、塑性好相相 是碳在是碳在FeFe中的間隙固溶中的間隙固溶體，呈面心立方晶格。其中碳的固溶體，呈面心立方晶格。其中碳的固溶度在度在11481148時為時為2.11%2.11%。其性能特點是。其性能特點是強度較低，硬度不高，易于塑性變形強度較低，硬度不高，易于塑性變形FeFe3 3C C相相 是一個金屬化合物（又稱是一個金屬化合物（又稱滲碳體），根據其生成條件不同有條滲碳體），根據其生成條件不同有條狀、網狀、片狀、粒狀等形態，對鐵狀、網狀、片狀、粒狀等形態，對鐵碳合金的力學性能有很大影響。碳合金的力學性能有很大影響。 +L+L+

8、L+L+ + +FeFe3 3C C+ +FeFe3 3C CL+L+FeFe3 3C C + + FeFe3 3C C6.696.69L L8包晶轉變包晶轉變勻勻晶晶轉轉變變共晶轉變共晶轉變共析轉變共析轉變2 2、鐵碳相圖中三種基本轉變、鐵碳相圖中三種基本轉變9鐵碳相圖中三種基本的轉變鐵碳相圖中三種基本的轉變FeFe3CGNA在在1495 1495 發生發生包晶轉變包晶轉變J 在在727727發生發生共析轉變共析轉變SKP 727 L BJH1495 ECF11481148D122712271495 LB+ H在在11481148發生發生共晶轉變共晶轉變1148LCE+Fe3C 727S P

9、+Fe3C10共析轉變：共析轉變：在一定溫度下，一定成分的在一定溫度下，一定成分的固相固相同時轉變同時轉變成兩種成分和晶體結構完全不同的新固相的過程。成兩種成分和晶體結構完全不同的新固相的過程。共晶轉變：共晶轉變：在一定溫度下，一定成分的液相同時轉變在一定溫度下，一定成分的液相同時轉變成兩種成分和晶體結構完全不同的新固相的過程。成兩種成分和晶體結構完全不同的新固相的過程。共析轉變：共析轉變： + +轉變產物：共析組織轉變產物：共析組織L L共晶轉變：共晶轉變：L L + +轉變產物：共晶組織轉變產物：共晶組織注意：注意：共析轉變共析轉變與與共晶轉變共晶轉變的的區別區別11三、基本組織及其性能（

10、三、基本組織及其性能（組織名稱、特點、性能組織名稱、特點、性能）相：相：面心立方，面心立方，C C處在八面體間隙位置，用符號處在八面體間隙位置，用符號表示。表示。組織：組織：稱為奧氏體，用符號稱為奧氏體，用符號A A表示。表示。含碳量：含碳量：02.11%溫度范圍：溫度范圍：727 1495 力學性能：力學性能：強度、硬度低；強度、硬度低； 塑性好。塑性好。鋼材加熱到奧氏體區后進行鍛造鋼材加熱到奧氏體區后進行鍛造和軋制。和軋制。奧氏體不銹鋼（奧氏體不銹鋼（18188 8型不銹鋼）型不銹鋼）P PG GQ QS SE EC CJ JN NB BD DF FK K2.112.11727727149

11、514951 1、奧氏體（、奧氏體（A A） C C溶于溶于 -Fe-Fe形成的固溶體形成的固溶體12相：相：體心立方，體心立方，C C處在八面體間隙位置，用符號處在八面體間隙位置，用符號 表示表示。組織：組織：稱為鐵素體，用符號稱為鐵素體，用符號F F表示。表示。含碳量：含碳量：00.0218%(727 ) 00.0008%(室溫室溫)溫度范圍：溫度范圍：912912力學性能：力學性能：強度、硬度低；強度、硬度低；塑性好。塑性好。工業純鐵工業純鐵0.02%C0.02%C，冷軋提高強度，得到冷軋板。冷軋提高強度，得到冷軋板。P PG GQ QS SE EC CJ JN NB BD DF FK

12、K912 912 0.02180.02180.00080.00082 2、鐵素體（、鐵素體（F F）CC溶于溶于 -Fe-Fe形成的固溶體形成的固溶體13相：相： + Fe+ Fe3 3C C兩種相組成兩種相組成組織：組織：珠光體，珠光體，用符號用符號P P表示表示含碳量：含碳量：0.77% ( (稱為共析鋼稱為共析鋼) )溫度范圍：溫度范圍：727727力學性能：力學性能：強度、硬度較高；強度、硬度較高； 塑性較好。塑性較好。 鋼絲繩鋼絲繩 SP（ P+Fe3C）7277270.77GPQSECJNBDFK +Fe3C3 3、珠光體（、珠光體（P P） 和和Fe3CFe3C形成的機械混合物形

13、成的機械混合物14共析鋼室溫組織共析鋼室溫組織珠光體（珠光體（P）P15相：相： + Fe3C兩種相。兩種相。組織：組織：萊氏體或室溫萊氏體，用符號萊氏體或室溫萊氏體，用符號Ld表示。表示。含碳量：含碳量：4.3%(稱共晶白口鑄鐵稱共晶白口鑄鐵)溫度范圍：溫度范圍：1.0%時：時：b而而HB。為什么？為什么？ 391.硬度硬度 主要決定于組織中組成相或組織組成物的硬主要決定于組織中組成相或組織組成物的硬度和質量分數，隨碳含量的增加，合金的硬度呈直線度和質量分數，隨碳含量的增加，合金的硬度呈直線關系增大。關系增大。2.強度強度 對組織形態很敏感。隨碳含量的增加，亞共對組織形態很敏感。隨碳含量的增

14、加，亞共析鋼中析鋼中 P 增多而增多而 F 減少。減少。P的強度比較高，所以亞共的強度比較高，所以亞共析鋼的強度隨碳含量的增大而增大。到約析鋼的強度隨碳含量的增大而增大。到約wc=0.9時，時，Fe3C沿晶界形成完整的網，強度迅速降低。沿晶界形成完整的網，強度迅速降低。 3.隨碳含量的增大，隨碳含量的增大，F量不斷減少，合金的量不斷減少，合金的塑性、韌塑性、韌性性連續下降。連續下降。40對于應用最廣的結構材料對于應用最廣的結構材料亞共析鋼亞共析鋼，合金的硬度、，合金的硬度、強度和塑性可根據成分或組織作如下估算：強度和塑性可根據成分或組織作如下估算： 或或硬度硬度80F%+800Fe3C% (H

15、B) 強度強度230F%+770P% (MPa)延伸率延伸率()50F%+20P% (%)工業上廣泛使用的鋼含碳量工業上廣泛使用的鋼含碳量1.31.4。硬度硬度80F%+180P% (HB)41四、鐵碳相圖的應用四、鐵碳相圖的應用1 1、在鑄造上的應用、在鑄造上的應用2 2、在鍛造上的應用、在鍛造上的應用3 3、在熱處理上的應用、在熱處理上的應用42第三節第三節 碳鋼及合金鋼概述碳鋼及合金鋼概述一、鋼中常存在的雜質元素及其影響一、鋼中常存在的雜質元素及其影響二、鋼的分類、編號及應用二、鋼的分類、編號及應用43一、鋼中常存在的雜質元素及其影響一、鋼中常存在的雜質元素及其影響1 1、MnMn 脫氧

16、；減輕脫氧；減輕S S的影響；固溶強化。的影響；固溶強化。2 2、SiSi 固溶強化固溶強化3 3、S S 熱脆熱脆4 4、P P 冷脆冷脆44（一）鋼的分類（一）鋼的分類按質量分按質量分優質碳鋼優質碳鋼（Ws 0.040%，Wp 0.040%）普通碳鋼普通碳鋼（Ws 0.055%，Wp 0.045%）高優碳鋼高優碳鋼（Ws 0.030%，Wp 0.035%）按用途分按用途分工具鋼工具鋼（主要用于刀具、量具、模具）（主要用于刀具、量具、模具）結構鋼結構鋼（主要用于工程構件、機器零件）（主要用于工程構件、機器零件）按含碳量分按含碳量分低碳鋼低碳鋼（Wc 0.25%）中碳鋼中碳鋼（Wc 0.25

17、0.60%）高碳鋼高碳鋼（Wc 0.60%）二、鋼的分類、編號及應用二、鋼的分類、編號及應用45（二）鋼的編號（二）鋼的編號(1)普通碳素結構鋼普通碳素結構鋼（a） 甲類鋼：按力學性能供應甲類鋼：按力學性能供應表示方法：表示方法：甲甲1（A1）、甲）、甲2（A2）甲甲7（A7）強度（強度（ s、 b） 升高升高 塑性（塑性（ 、 ） 下降下降注意：注意：由于不保證化學成分，所以熱處理時不能由于不保證化學成分，所以熱處理時不能依甲類鋼來選材，應依乙類鋼選，才能根據相圖依甲類鋼來選材，應依乙類鋼選，才能根據相圖制定熱處理工藝。制定熱處理工藝。1、碳鋼的編號、碳鋼的編號46（b） 乙類鋼：按化學成分

18、供應乙類鋼：按化學成分供應 表示方法：表示方法： 乙乙1（B1）、乙）、乙2（B2）、）、乙、乙7（B7）C% 升高升高注意：注意：可以熱處理，但屬于普碳鋼，性能改善不大。可以熱處理，但屬于普碳鋼，性能改善不大。（c） 特類鋼：根據要求供貨，保證化學成分和特類鋼：根據要求供貨，保證化學成分和 力學性能。力學性能。表示方法：表示方法： C2、C3、C4、C5C% 升高升高強度（強度（ s、 b） 升高升高注意：注意：價格太高，一般不用，經常選優質碳素鋼。價格太高，一般不用，經常選優質碳素鋼。47沸騰鋼沸騰鋼質量等級、（質量等級、（A級）級）235為屈服強度（為屈服強度（MPa）鋼的屈服點鋼的屈服

19、點Q 235 A F 新編號新編號質量等級：質量等級：A級、級、B級、級、C級、級、D級級S%、P% 下降，質量提高下降，質量提高F沸騰鋼、沸騰鋼、Z鎮靜鋼、鎮靜鋼、b半鎮靜鋼半鎮靜鋼48用途：鋼板、鋼筋、型鋼等，作橋梁、建筑等構件。用途：鋼板、鋼筋、型鋼等，作橋梁、建筑等構件。 熱處理：熱處理：熱軋空冷熱軋空冷組織：組織：SF建筑構件建筑構件鋼橋梁鋼橋梁49多邊型角鋼多邊型角鋼鋼筋、螺紋鋼鋼筋、螺紋鋼螺釘、鉚釘螺釘、鉚釘50（2）優質碳素結構鋼）優質碳素結構鋼（a）普通錳含量鋼）普通錳含量鋼：碳含量用碳含量用兩位數兩位數字表示，以字表示，以0.01為單位，如為單位，如45鋼，含鋼，含C量為量

20、為 45 / 10000 = 0.45 % 。（b）較高錳含量鋼）較高錳含量鋼：碳含量用碳含量用兩位數字兩位數字表示，以表示，以0.01%為單位，后面為單位，后面加漢字加漢字“錳錳”或化學符號或化學符號“Mn”，如，如45錳或錳或45Mn鋼。鋼。分為分為普通錳含量鋼普通錳含量鋼和和較高錳含量鋼較高錳含量鋼。51較重要的零件，如齒輪、軸、連桿、彈簧等。較重要的零件，如齒輪、軸、連桿、彈簧等。 熱處理：熱處理：滲碳、淬火、回火等。滲碳、淬火、回火等。40Mn鋼鋼WMn0.7 1.0%平均平均Wc0.40%平均平均Wc0.40%鋼牌號：鋼牌號：40鋼鋼52汽車曲軸汽車曲軸彈簧彈簧齒輪齒輪53（3）碳

21、素工具鋼）碳素工具鋼牌號牌號 : “碳碳”或或T碳含量（碳含量（千分之幾表示千分之幾表示)+ 符號符號用途：用途： 制造各種刃具、模具、量具。制造各種刃具、模具、量具。例如沖頭、鑿子、鉆頭、銼刀、量規等。例如沖頭、鑿子、鉆頭、銼刀、量規等。 T10A鋼鋼高級優質高級優質wS 0.020 % ，wP 0.030 % 平均平均Wc1.0%“碳碳”熱處理：球化退火、淬火熱處理：球化退火、淬火 + 低溫回火低溫回火組織：組織： P球狀球狀、回火、回火M Fe3C粒狀粒狀+ A 54螺螺紋紋量量規規銼刀銼刀鉆頭鉆頭552、合金鋼的編號、合金鋼的編號（1）合金結構鋼）合金結構鋼 原則：原則：字母字母 數字

22、數字化學元素符號化學元素符號數字數字符號（符號（A）高級優質鋼高級優質鋼Me平均含量平均含量（百倍百倍）合金元素（合金元素（Me）的名稱）的名稱鋼的平均碳含量鋼的平均碳含量（實際碳含量的一萬倍表示）（實際碳含量的一萬倍表示） 例例 1 ：12 Cr Ni 3 A12鉻鎳鉻鎳3高級優質鋼高級優質鋼高級優質鋼高級優質鋼Ni平均含量為平均含量為3Cr平均含量平均含量小于小于1.5鋼的平均碳含量為鋼的平均碳含量為0.12表示鋼的用途表示鋼的用途56例例 ：G Cr 15滾鉻滾鉻15鋼鋼表示元素鉻，表示元素鉻，平均含量為平均含量為1.5表示滾動軸承用鋼表示滾動軸承用鋼例例 2：Y 40 Mn易切削易切削

23、40錳鋼錳鋼表示元素錳，平均含量小于表示元素錳，平均含量小于1.5表示鋼中的碳平均含量為表示鋼中的碳平均含量為0.4表示易切削鋼表示易切削鋼特例：特例： GCr鋼中鋼中Cr后的數字表示的是千倍后的數字表示的是千倍另外，另外， 還有還有GCr9 、GCr6、GCr15SiMn等等57（2） 合金工具鋼合金工具鋼原則：原則： 鋼中平均含碳量鋼中平均含碳量Wc 1.0%時不標，時不標， Wc 1% 時以千分之幾表示。時以千分之幾表示。合金元素含量為百分之幾。合金元素含量為百分之幾。例例1： 9 Si Cr9硅鉻（低合金工具）鋼硅鉻（低合金工具）鋼鋼中鋼中Si、Cr平均含量均平均含量均小于小于1.5鋼

24、中碳平均含量為鋼中碳平均含量為Wc 0.958 W18 Cr4 V鎢鎢18鉻鉻4釩（釩（18-4-1）含碳量未標，但平均含碳量未標，但平均Wc 為為0.7 0.8鋼中平均鋼中平均V含量含量Wv 1.5，Cr含量含量 WCr 4，W含量含量Ww18特例：特例：高速鋼平均碳含量高速鋼平均碳含量 1% 也不標。也不標。另外，另外， 還有還有W6Mo5Cr4V2（6-5-4-2）等）等59（3） 特殊性能合金鋼特殊性能合金鋼原則原則：鋼中平均含碳量：鋼中平均含碳量 Wc 以千分之幾表示。以千分之幾表示。 合金元素平均含量合金元素平均含量WMe以百分幾表示以百分幾表示。例例1： 1Cr18Ni9Ti奧氏

25、體不銹鋼奧氏體不銹鋼鋼中平均鋼中平均WCr=18%, WNi9,WTi 1.5鋼中碳平均含量鋼中碳平均含量WC 0.12例例2： 3Cr18 Ni25 Si2耐熱不起皮鋼耐熱不起皮鋼鋼中平均鋼中平均WCr=18%, WNi25,WSi=2鋼中碳平均含量鋼中碳平均含量WC = 0.3 0.460（三）合金元素在鋼中的作用（三）合金元素在鋼中的作用1、合金元素的分類、合金元素的分類a）強碳化物形成元素）強碳化物形成元素與碳親和力較強的合金元素。如與碳親和力較強的合金元素。如Cr、W、Mo、V、Nb、Ti等。等。在鋼中存在形式：在鋼中存在形式：含量較低時一般傾向于置換含量較低時一般傾向于置換Fe3C

26、內的內的Fe原子而形成原子而形成合金滲碳體合金滲碳體（Fe，Cr）3C、（、（Fe，W）3C等。而含等。而含量較高時，除形成滲碳體型碳化物外，還可形成穩量較高時，除形成滲碳體型碳化物外，還可形成穩定性更高的定性更高的合金碳化物合金碳化物（Cr7C3、Fe4W2C等）和穩等）和穩定性特高的定性特高的特殊碳化物特殊碳化物（WC、VC等）。等）。61b）弱碳化物形成元素）弱碳化物形成元素是指是指與碳親和力較弱的合金元素與碳親和力較弱的合金元素。如。如Mn。在鋼中存在形式：在鋼中存在形式： 少量溶于滲碳體（少量溶于滲碳體（Fe3C）內，形成）內，形成合金滲碳體合金滲碳體（Fe，Mn）3C，大部分溶于鐵

27、素體（，大部分溶于鐵素體（F）內，）內，形成形成合金鐵素體合金鐵素體。 c）非碳化物形成元素）非碳化物形成元素與碳親和力很弱與碳親和力很弱,不和碳形成碳化物的不和碳形成碳化物的合金元素合金元素。如。如Ni、Si、Al、Co、Cu、B等。等。在鋼中存在形式：在鋼中存在形式：基本都溶于鐵素體（基本都溶于鐵素體（F）內，形成合金鐵素體。）內，形成合金鐵素體。622、合金元素的作用、合金元素的作用固溶強化固溶強化 除鉛外，大多數合金元素（除鉛外，大多數合金元素（Me）都能溶于）都能溶于F 形形成合金成合金F。由于。由于Me與與Fe的晶格類型和原子半徑的差的晶格類型和原子半徑的差異而引起異而引起F的晶格

28、畸變，產生固溶強化，即使的晶格畸變，產生固溶強化，即使 F 的的HB 、 b 。 Me與與Fe的晶格類型和原子半徑的差的晶格類型和原子半徑的差異愈大，該異愈大，該Me對對F的強化效果也愈大。的強化效果也愈大。而而F 的的 、Ak 與溶入與溶入F中的中的Me種類及數量有關。種類及數量有關。 63合金元素對鐵素體硬合金元素對鐵素體硬度的影響（退火態）度的影響（退火態）合金元素對鐵素體合金元素對鐵素體沖擊韌性的影響沖擊韌性的影響64第二相強化第二相強化 某些某些Me加入鋼中，增強加入鋼中，增強Fe與與C的親和力，形成穩定的親和力，形成穩定性較高的合金滲碳體（性較高的合金滲碳體（Fe,Cr）3C等。隨

29、等。隨Me及及C的加的加入量增多，能形成穩定性更高的合金碳化物入量增多，能形成穩定性更高的合金碳化物Cr7C3、Cr23C6等及穩定性特高的合金碳化物（等及穩定性特高的合金碳化物（WC、VC、TiC等），其熔點、硬度高，難溶于等），其熔點、硬度高，難溶于A、難聚集長大，、難聚集長大，這些碳化物（第二相）呈細小顆粒狀、彌散分布在鋼這些碳化物（第二相）呈細小顆粒狀、彌散分布在鋼的基體上，將使鋼的的基體上，將使鋼的HB 、b，耐磨性增加，但，耐磨性增加，但、Ak。加入加入Me合金滲碳體、合金碳化物合金滲碳體、合金碳化物細小顆粒狀、彌散分布在鋼的基體上細小顆粒狀、彌散分布在鋼的基體上強化強化65回火馬

30、氏體回火馬氏體M（基體）（基體）高速鋼高速鋼W18Cr4V淬火淬火+回火組織回火組織碳化物碳化物66細晶強化細晶強化 大部分大部分Me元素都抑制鋼在加熱時的元素都抑制鋼在加熱時的A晶粒長大，晶粒長大，細化晶粒。尤其是強碳化物形成元素細化晶粒。尤其是強碳化物形成元素Mo、W、V、Ti等與等與C形成高熔點、高硬度的形成高熔點、高硬度的合金碳化物（合金碳化物（K），并呈細小、顆粒狀的質點彌散分布在鋼中，這些并呈細小、顆粒狀的質點彌散分布在鋼中，這些K對對A的晶界起到釘扎作用，強烈阻礙的晶界起到釘扎作用，強烈阻礙A晶粒長大晶粒長大，故，故合金鋼在淬火加熱時易獲得細小的合金鋼在淬火加熱時易獲得細小的A晶

31、粒未溶的晶粒未溶的K質點，淬火后可獲得在硬度高、強韌性好的細小馬質點，淬火后可獲得在硬度高、強韌性好的細小馬氏體的基體上彌散分布著氏體的基體上彌散分布著K質點的組織。質點的組織。從而使合從而使合金鋼具有高的硬度、高的強韌性、高的耐磨性。金鋼具有高的硬度、高的強韌性、高的耐磨性。MeK釘扎晶界釘扎晶界阻礙阻礙A晶粒長大晶粒長大67高速鋼高速鋼W18Cr4V的淬火組織的淬火組織KM+A 68提高鋼的淬透性提高鋼的淬透性 除除Co外，所有外，所有Me當他們溶入當他們溶入A中后，均提高中后，均提高鋼的鋼的淬透性淬透性。因此，在獲得同樣淬硬層深度的情因此，在獲得同樣淬硬層深度的情況下，可用冷卻能力較低的

32、淬火介質，以減少工況下，可用冷卻能力較低的淬火介質，以減少工件的淬火變形和開裂；在淬火條件相同的條件下，件的淬火變形和開裂；在淬火條件相同的條件下，合金鋼可獲得較深的淬硬層，從而使大截面的工合金鋼可獲得較深的淬硬層，從而使大截面的工件獲得均一的組織，高的力學性能。件獲得均一的組織，高的力學性能。淬透性：淬透性：鋼在淬火時獲得淬硬層（淬透層）鋼在淬火時獲得淬硬層（淬透層） 深度的能力。深度的能力。69提高鋼的回火穩定性提高鋼的回火穩定性 Me能使淬火鋼在回火過程中的能使淬火鋼在回火過程中的M分解和分解和A 的的轉變速度減慢，提高了轉變速度減慢，提高了F再結晶溫度，使碳化物不再結晶溫度，使碳化物不

33、易聚集長大而保持較大的彌散度。因此，提高了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。鋼對回火軟化的抗力，即提高了鋼的回火穩定性。 當鋼中含有較多的強碳化物形成元素（如當鋼中含有較多的強碳化物形成元素（如W、Mo、V等）時，淬火后的等）時，淬火后的A 十分穩定，加熱至十分穩定，加熱至500 600 仍不分解，爾后在回火冷卻過程中部分轉變仍不分解，爾后在回火冷卻過程中部分轉變成成M，反而使鋼的硬度上升；此外，在此溫度下回，反而使鋼的硬度上升；此外，在此溫度下回火鋼中將沉淀析出這些元素的特殊碳化物并呈彌散火鋼中將沉淀析出這些元素的特殊碳化物并呈彌散分布，致

34、使回火后鋼的硬度不但不降反而再增加分布，致使回火后鋼的硬度不但不降反而再增加“二次硬化二次硬化”。70回火回火M+A 高速鋼高速鋼W18Cr4V 1280 淬火淬火+560 三次回火三次回火組織組織K71抑制第二類回火脆性抑制第二類回火脆性 回火脆性回火脆性：淬火鋼在淬火鋼在250 350與與550650兩個溫度范圍內回火時使鋼的韌性顯著降低的現兩個溫度范圍內回火時使鋼的韌性顯著降低的現象。前者稱為象。前者稱為第一類回火脆性第一類回火脆性（不可逆），后者（不可逆），后者稱為稱為第二類回火脆性第二類回火脆性（可逆）。（可逆）。 第二類回火脆性主要出現在第二類回火脆性主要出現在Cr、Mn、Ni、S

35、i等的合金結構鋼中。等的合金結構鋼中。產生回火脆性的原因是產生回火脆性的原因是回火慢冷時回火慢冷時Cr、Mn等等Me以及鋼中的雜質元素以及鋼中的雜質元素P、Sb、Sn等向原等向原A晶界偏聚有關。晶界偏聚有關。721.某某Fe-C合金在平衡冷卻條件下，在合金在平衡冷卻條件下，在800開開始發生始發生AF轉變，轉變，727發生發生AP轉變，可以轉變，可以知道（知道（ ）。）。（a）該合金的含碳量）該合金的含碳量 （b）該合金屬于過共）該合金屬于過共析合金析合金 （c）該合金含碳量大于）該合金含碳量大于0.77% （d）其）其耐磨性比工業純鐵的低耐磨性比工業純鐵的低2.某某Fe-C合金在平衡冷卻條件下，在合金在平衡冷卻條件下，在800開開始發生始發生AFe3C轉變，轉變，727發生發生AP轉變，轉變，可以知道（可以知道（ ）。）。（a）該合金屬于亞共析合金）該合金屬于亞共析合金 （b）該合金屬）該合金屬于過共析合金于過共析合金