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合金元素对马氏体分解的影响
合金钢中的马氏体分解过程与碳钢基本相似,但其分解速度有明显差别。
实验证明,在马氏体分解阶段,尤其是在马氏体分解的后期阶段,合金元素的影响十分显著。合金元素影响马氏体分解的原因和规律大致可归纳如下。
1
在马氏体分解阶段要发生马氏体中过饱和碳的脱溶和碳化物粒子的析出与聚集长大,同时基体α相中的碳含量下降。合金元素的作用主要在于通过影响碳的扩散而影响马氏体的分解过程以及碳化物粒子的聚集长大速度,从而影响α相中碳浓度的下降速度。这种作用的大小因合金元素与碳的结合力的大小不同而异。
2
非碳化物形成元素(Ni)和弱碳化物形成元素(Mn)与C的结合力和Fe相比相差不大,所以对马氏体分解无明显影响。
强碳化物形成元素(Cr、Mo、W、V、Ti等)与C的结合力较强,增大C在马氏体中的扩散激活能,阻碍 C在马氏体中的扩散,从而减慢马氏体的分解速度。而非碳化物形成元素Si和Co能够溶解到ε-FexC中,使ε-FexC稳定,减慢碳化物的聚集速度,从而推迟马氏体分解。
3
碳钢回火时马氏体中过饱和碳完全脱溶温度约为300℃,加入合金元素可使完全脱溶温度向高温推移100-150℃。也就是说,合金钢在较高温度回火时仍可以保持α相具有一定饱和碳浓度和细小碳化物,从而保持高的硬度和强度。合金元素这种阻碍α相中碳含量降低和碳化物颗粒长大而使钢件保持高硬度、高强度的性质称为合金元素提高了钢的回火抗力或“抗回火性”。