查看文章 |
碳 增加,则提高转变温度,降低断裂能的沙锅内平台。碳是对缺口韧性影响比较强烈的元素。通常为达到最大韧性,必须在保持所需强度前提下,尽可能降低含碳量。 硼 采用含硼的低碳钢是可获得韧性而不降低强度的实用途径。10B21钢比1038钢在所有强度水平下均具有更高的韧性。然而,硼的有益作用只能用于淬火+回火的钢,硼降低轧制的、退火的和正火后钢的韧性。 锰 充分降低低碳钢的转变温度。含碳量比较高的钢,锰的作用有所减弱。增加正火钢中的含锰量,降低Tδ,这可能是因为加入锰减小了珠光体片的间距所致。淬火回火的钢中,锰有相反的作用。锰使钢对回火脆性敏感,并导致在正火时形成脆的上贝氏体,而不是细珠光体。 硫 对钢缺口韧性的影响直接与脱氧工艺有关。对于沸腾钢、半镇静钢和硅脱氧钢,含硫量约0.04%以下时,对缺口韧性只有微弱的影响。然而,对于Si-Al脱氧钢,降低含硫量能充分提高其沙锅内平台能量。这种吸收能量的改进是由于减少了钢中硫化物偏析线数量的结果。 磷 对钢的缺口韧性具有极为有害的影响,含磷量每提高0.01%,可提高Tδ约7℃,并降低上平台能量。磷还提高一些钢对回火脆性的敏感性。 硅 在脱氧钢中的含量为0.15-0.30%,可降低Tδ,并提高上平台能量.与沸腾钢或半镇静钢相比,硅脱氧钢比较纯净,并且具有较均匀的铁素体晶粒.这些影响可能是由于炼钢生产中采用脱氧方法不同造成的,而不是因为硅量的原因。硅超过0.06%显著提高了Tδ。 氮 本身降低上平台吸收能量,提高转变温度。然而,多数氮化钢是用硅和铝脱氧,这两种元素都与氧化合,在脱氧时形成氧化铝可以稳定晶粒尺寸,因而改进了这些钢的缺口韧性。 铝 对中碳钢缺口韧性影响时,注意含铝量增加到超过形成氮化铝的需要量(约0.075%Al)时,则损害缺口韧性。 镍 和锰一样,镍用在改进钢在低温下的缺口韧性。镍对中碳钢比对低碳钢改进韧性的影响小。一些高镍合金钢,如马氏体时效钢和奥氏体不锈钢显示不出典型塑性-脆性转变,含镍量增加则降低上平台断裂吸收能,但是多数应用中仍采用相当高的含量水平。 铬 稍提高转变温度。钢中含铬量超过0.9%,正如典型地对碳钢那样,很难改进其显微组织和机械性能因此,冲击试验结果是不可比的。一般加入铬为提高淬透性,提高淬透性可以充分扩大马氏体显微组织,以提供高的上平台吸收能量。中碳钢、普通铬合金钢,如5140钢,当淬火为马氏体并在375-575℃回火时,对脆性是敏感的。 钼 一般在合金钢中含钼量约在0.40%以下,可提高Tδ。钼通常是用以提高淬透性;它主要是通过对显微组织的影响而影响缺口韧性。合金钢中加入钼约0.5-1.0%,可降低回火脆性敏感性,但是在脆化温度下,只是在相当短的加热时间内才是有效的。钼只是延缓回火脆性而不是消除回火脆性,因为含少量这种元素的钢,长期暴露在脆化温度范围就变脆。 铜 在钢中的含量在不致产生沉淀硬化限度内,对低温下的缺口韧性有相当益处。铜促进钢的沉淀硬化,特别是如果回火温度在400-565℃范围,便导致对缺口韧性相反的效果。 钒铌和钛 经常用在可孔形变热处理的钢中,因此含这些元素的钢的韧性基本上是轧制工艺而变。当钢在925℃以下的温度结束加工时,正如某些HSLA钢的特征一样,钒铌和钛主要是由于细化了铁素体晶粒,而改进了韧性。如果在较高的温度下结束加工,这些元素则对韧性有害。 铬、钛、钙和稀土 可以控制MnS夹杂物的形状,使其形成为球状而不致拉长。球状夹杂物提高上平台能量并减小缺口韧性的各向异性,这种作用对HSLA钢钢板和薄板中特别有益。 填隙元素 如碳、氧、氮和氢一般降低钢的缺口韧性,这种影响在马氏体时效钢中最为明显。钢的含氧量通常取决于炼钢过程中的脱氧工艺。沸腾钢含氧量高于镇静钢转变温度也比较高。氢稍降低钢的缺口韧性,它的主要有害作用是发生在慢的或静态载荷条件下。碳和氮的实际影响,在前讨论过。 锑、砷和锡 在微量下降低钢的缺口韧性,并显著提高镍铬合金钢对回火脆性敏感性。 相互干扰的影响 合金元素相互影响是非茶馆内普遍的,特别是填隙元素碳、氮及强烈形成炭化物或氮化物的形成元素,如铝、钒、锰、铌、钼和钛等。 |