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合金元素對回火轉變的影響:(1)提高回火穩定性合金元素在回火過程中推遲馬氏體的分解和殘余奧氏體的轉變(即在較高溫度才開始分解和轉變),提高鐵素體的再結晶溫度,使碳化物難以聚集長大,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。提高回火穩定性作用較強的合金元素有:V、Si、Mo、W、Ni、Co等。(2)產生二次硬化一些Mo、W、V含量較高的高合金鋼回火時,硬度不是隨回火溫度升高而單調降低,而是到某一溫度(約400℃)后反而開始增大,并在另一更高溫度(一般為550℃左右)達到峰值。這是回火過程的二次硬化現象,它與回火析出物的性質有關。當回火溫度低于450℃時,鋼中析出滲碳體;在450℃以上滲碳體溶解,鋼中開始沉淀出彌散穩定的難熔碳化物Mo2C、W2C、VC等,,使硬度重新升高,稱為沉淀硬化。回火時冷卻過程中殘余奧氏體轉變為馬氏體的二次淬火所也可導致二次硬化。(3)增大回火脆性和碳鋼一樣,合金鋼也產生回火脆性,而且更明顯。這是合金元素的不利影響。在450℃-600℃間發生的第二類回火脆性(高溫回火脆性)主要與某些雜質元素以及合金元素本身在原奧氏體晶界上的嚴重偏聚有關,多發生在含Mn、Cr、Ni等元素的合金鋼中。這是一種可逆回火脆性,回火后快冷(通常用油冷)可防止其發生。鋼中加入適當Mo或W(0.5%Mo,1%W)也可基本上這類脆性。
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中碳調質鋼,冷鐓模具鋼。該鋼價格適中,加工容易,經適當的熱處理以后可獲得一定的韌性、塑性和耐磨性。正火可促進組織球化,改進硬度小于160HBS毛坯的切削性能。在溫度550~570℃進行回火,該鋼具有 的綜合力學性能。該鋼的淬透性高于45鋼,適合于高頻淬火,火焰淬火等表面硬化處理等。
40Cr鋼經調質后用于制造承受中等負荷及中等速度工作的機械零件,如汽車的轉向節、后半軸以及機床上的齒輪、軸、蝸桿、花鍵軸、 套等;經淬火及中溫回火后用于制造承受高負荷、沖擊及中等速度工作的零件,如齒輪、主軸、油泵轉子、滑塊、套環等;經淬火及低溫回火后用于制造承受重負荷、低沖擊及具有耐磨性、截面上實體厚度在25mm以下的零件,如蝸桿、主軸、軸、套環等;經調質并高頻表面淬火后用于制造具有高的表面硬度及耐磨性而無很大沖擊的零件,如齒輪、套筒、軸、主軸、曲軸、心軸、銷子、連桿、螺釘、螺帽、進氣閥等。此外,這種鋼又適于制造進行碳氮共滲處理的各種傳動零件,如直徑較大和低溫韌性好的齒輪和軸。
高溫硫化是一種比純氧化更嚴重的高溫腐蝕形態,因為硫化物膜比氧化膜的缺陷濃度大,更容易開裂和剝落,特別是硫化物的熔點低,蒸汽壓高,多數硫化物共晶點低。硫化時硫的存在形式對高溫硫化速度有影響。氣相的硫可能是以硫蒸汽、二氧化硫、三氧化硫、硫化氫和有機硫化物等形態存在。當硫和氧同時存在時,在金屬表面上常形成氧化物和硫化物的混合銹層產物,這種銹層比在H2S或有機硫以及硫蒸汽中產生的硫化物的保護性好。由于硫化與氧化相似,因此,氧化的基本理論和紡織氧化的基本措施都適用于硫化。在鋼中加入鉻、鋁、硅等合金元素都可以在一定程度上防止或減緩高溫硫化。
抗高溫氮化:氮化與氧化和硫化不同,其產生的失效形式也有所不同。氮化時其終產物可以全是氮化物層,但該層耐水溶液腐蝕性能很差,或者由于氮擴散到金屬中去而降低金屬的塑性,當在金屬表面不能形成一層連續的氮化物層時,該層很翠。因此,對基本幾乎無任何的保護作用。所以,在金屬表面一旦形成氮化,將顯著地降低金屬材料的綜合性能。鐵、鉻、鋁、鈦等元素很容易形成氮化物;鎳、銅等元素即使在高溫下也不形成穩定的氮化物。因此,鎳、銅等元素對抑制氮化是有作用的。在混合氣氛中(如含有硫的氣氛),由于鎳易被硫化,因此,鎳也是不能抑制氮化的。但在實際工程中,高鎳鉻的材料仍是抗高溫氮化的 材料。材料的預氧化對提高其抗氧化性能有一定作用,對不銹耐熱鋼,效果尤為明顯。
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