第一章钢铁中的合金元素1

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1、第一章第一章 钢铁中的合金元素钢铁中的合金元素钢：钢：是一种以是一种以FeFe为基的合金为基的合金合金元素合金元素：合金钢合金钢，杂质？杂质？低合金钢低合金钢：中合金钢中合金钢：高合金钢高合金钢：微合金钢微合金钢：合金元素合金元素(如如V,Nb,Ti,Zr,BV,Nb,Ti,Zr,B)含量小于或等于含量小于或等于0.1%0.1%，而能显著，而能显著影响组织和性能的钢影响组织和性能的钢。%5eMW%10%5eMW%10eMW钢铁中的合金元素钢铁中的合金元素表中字体颜色为表中字体颜色为绿色绿色或或深蓝色深蓝色的元素为钢中常见合金的元素为钢中常见合金元素元素;字体颜色为深蓝色的元素为钢中常见碳化物形

2、成字体颜色为深蓝色的元素为钢中常见碳化物形成元素。元素。IIIIIIIVVVI钢中合金元素的分类钢中合金元素的分类1、按与按与FeFe相互作用的特点分：相互作用的特点分：形成元素：C，N，Ni，Mn，Co，Cu等 形成元素：Cr，Mo，Si等2 2、按照与碳（、按照与碳（C C）相互作用的特点分：相互作用的特点分：碳化物形成元素：Ti，V，Nb，Cr 等 非碳化物形成元素：Ni，Si，Al 等3 3、按照对奥氏体层错能的影响分、按照对奥氏体层错能的影响分 提高奥氏体层错能的元素：Ni，Cu等 降低奥氏体层错能的元素：Mn，Cr等 第一节第一节 Fe Fe 基固溶体基固溶体纯铁在加热和冷却过程中

3、产生如下的同素异晶转变:合金元素对-Fe，-Fe和-Fe的相对稳定性以及同素异晶转变温度A3和A4均有极大的影响。Fe912CA3 Fe1394CA4 Fe链接Fe C相图！6.676.67Lreturn 1纯铁：纯铁：N点，A4G点，A3A6.676.67L钢：钢：A4线NH A3线GSAReturn 2扩大奥氏体（扩大奥氏体（）区的元素区的元素（奥氏体形成元素）（奥氏体形成元素）使使A3温度下降，温度下降，A4温度上升，即扩大温度上升，即扩大了了相区。相区。FeC相图两种情况扩大扩大区的元素区的元素1.无限扩大无限扩大相区的元素：与相区的元素：与Fe无限固溶无限固溶 Ni、Mn、Co（钴）

4、属于此类合金元素扩大扩大区的元素区的元素2、有限扩大、有限扩大相区的元素：有限固溶相区的元素：有限固溶 与 Fe 和 Fe均形成有限固溶,相有稳定存在的最低温度点。C、N、Cu等扩大铁素体扩大铁素体()区的元素区的元素（铁素体形成元素）（铁素体形成元素）这些合金元素使这些合金元素使A A3 3温度上升，温度上升，A A4 4温度下降温度下降（链接（链接FeFeC C相图）相图）它包括以下两种情况它包括以下两种情况扩大扩大区的区的元素元素1 1、封闭、封闭 型：型：无限扩大无限扩大区区Cr（铬）、V（钒）扩大扩大区的元素区的元素2、缩小缩小型型：出现金属间化合物B（硼）、Nb（铌）等两类元素生产

5、上的指导意义两类元素生产上的指导意义合金元素这种扩大或缩小相区的能力对合金的组织形貌、力学性能、化学性能和物理性能将产生重大的影响，对钢铁材料的成分设计有很重要的指导意义，eg.不锈钢的成分设计：使钢在室温具有单相、或单相的组织奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢：加入大量的Ni，Mn等奥氏体 形成元 素，如 1Cr18Ni9，（wCr 18 促进Ni 的奥氏体化作用）铁素体不锈钢铁素体不锈钢：加入大量的Cr、Si等铁素体形成元素，如 Cr25Ti与Fe形成代位固溶体的合金元素，扩大或缩相区的能力与它们在-Fe和 Fe中的溶解度有关,主要有3个影响因素:（自学）1.合金元素与铁元素电子结构的差异;2.合金

6、元素与铁元素点阵类型的差异;3.合金元素与铁元素原子尺寸因素的差异热力学解释合金元素热力学解释合金元素对对相区的作用相区的作用H元素在相中的摩尔焓；H 元素在相中的摩尔焓；H H HH 0,元素扩大相区第二节第二节 合金元素与钢中晶体合金元素与钢中晶体 缺陷的相互作用缺陷的相互作用合金中的晶体缺陷合金中的晶体缺陷：晶界、相界、亚晶界、位错等 溶质原子与晶界结合 晶界偏聚 溶质原子与位错结合 柯垂尔气团，C、N 热力学解释热力学解释：柯氏气团、晶界偏聚为使体系能量 降低的自发过程 p7 解释，McLean公式，偏聚程度与畸变能差 有关合金元素晶界偏聚的富积系数合金元素晶界偏聚的富积系数原子尺寸，

7、相差大，E大，晶界偏聚大固溶度小，C0小，晶界偏聚大温度降低，E不变，晶界偏聚大几种溶质原子之间同时在晶界偏聚：E值大的优先；影响晶界偏聚速度；共偏聚作用：溶质原子之间有强相互作用，在晶界产生沉淀0ccgCg 晶界区的溶质偏聚浓度；C0溶质在基体晶内的浓度第三节第三节 钢铁中的碳化物和氮化物钢铁中的碳化物和氮化物fH一、钢铁中碳化物和氮化物的特点钢铁中碳化物和氮化物的特点：高熔点，高硬度高熔点，高硬度，p8，表12，表13 高稳定性高稳定性，判定，越大，化合物越稳定，判定，越大，化合物越稳定，图图1 17 7，为什么？为什么？钢中碳化物钢中碳化物 合金元素的d层电子数决定其与C、N原子形成的键

8、的强度，d d层电子越少，碳、氮化合物越稳定层电子越少，碳、氮化合物越稳定链接元素周期表二、钢中碳化物的稳定性二、钢中碳化物的稳定性部分合金元素的部分合金元素的d层电子数层电子数 对第四周期合金元素：对第四周期合金元素：与碳的亲和力与碳的亲和力Ti V CrCrMnMn,而而Co和和Ni的的3 3d d层电子数比层电子数比铁多，与碳的亲和力比铁弱，故在钢中不形成碳化物。铁多，与碳的亲和力比铁弱，故在钢中不形成碳化物。return钢铁中的碳化物钢铁中的碳化物 在钢中碳化物相对稳定性的顺序如下：ZrTi Nb V Mo W Cr Mn Fe Ti、Nb、Zr 、V强碳化物形成元素；强碳化物形成元素

9、；W、Mo，Cr 中强碳化物形成元素；中强碳化物形成元素；Ni，Co，Cu 的碳化物在钢中不出现的碳化物在钢中不出现钢铁中的碳化物钢铁中的碳化物 合金碳化物在钢中的行为与其自身的稳定性有关钢铁中的碳化物钢铁中的碳化物三、碳化物的结构三、碳化物的结构a rc/rme 0.59 形成复杂点阵结构，复杂C化物，C 化物稳定性差，如 Cr23 C6，Cr7C3b rc/rme0.59，晶格简单的C化物，MC和M2C型，稳定 性高 W、V、Ti、Zr、Mo、Nb等属于 此类型。钢铁中的碳化物钢铁中的碳化物复合碳化物复合碳化物：在一种碳化物中可溶解其它元素，形成含有多种合金元素碳化物，如（Fe，V）3C，

10、（Fe，Mn）3C 等。各种碳化物之间可以完全溶 解或部分溶解。影响不同类型碳化物溶解度的因素（自学）：碳化物的点阵类型；合金元素的尺寸因素；合金元素的电化学因素。四、碳化物的相互溶解四、碳化物的相互溶解钢铁中的碳化物钢铁中的碳化物1 1、完全互溶完全互溶 各种碳化物具有相同的点阵类型，碳化物中的金属原子的外层价电子结构相近，原子半径差8-10%，碳化物彼此能够完全互溶，即碳化物中的金属原子可以任意彼此互相置换例如：Mn3C-Fe3C-(Fe,Mn)3CVC-TaC-NbC-(V,Nb,Ta)C Mo2C-W2C Fe3W3C-Fe3Mo3C-Fe3(W,Mo)3C钢铁中的碳化物钢铁中的碳化物

11、2 2、有限溶解：有限溶解：如果三个因素中任意一个不合适，则碳化物之间就形成有限溶解。例如：Fe3C中可溶解28%Cr,14%Mo,2%W,3%V,形成合金渗碳 体。钢铁中的氮化物钢铁中的氮化物 氮化物具有高硬度和脆性、高熔点，高硬度和脆性、高熔点，对钢的性能有明显的影响。氮原子比碳原子小，氮原子半径N和金属原子半径MN/M均小于0.59，所以氮化物都呈简单密排结构。第四节第四节 钢中的金属间化合物钢中的金属间化合物 合金钢中合金元素之间以及合金元素与铁之间产生相互作用，可能形成各种金属间化合物。金属间化合物保持着金属的特点，对奥氏体不锈钢、马氏体时效钢和许多高温合金的强化有较大的影响。钢中的

12、金属间化合物钢中的金属间化合物一、一、相相IIIIIIIVVVI第一长周期的第七族（VIIB）和第八族（VIIIB）能和第五族（VB）及第六族（VIB）元素形成相，如CrMn，CrFe等钢中的金属间化合物钢中的金属间化合物一、一、相相 钢中的钢中的相相：在低碳的高铬不锈钢、铬镍奥氏体不锈钢及耐热钢中都出现相。（P11 相）例如：FeCr 相在钢中为有害现象在钢中为有害现象：相具有较高的硬度，钢中FeCr 析出通常在晶界处，析出时伴随较大的体积变化，所以在铬镍钢中伴随着相的出现，钢的塑性和韧性显著下降，脆性增加。同时造成钢的耐腐蚀性能下降钢中的金属间化合物钢中的金属间化合物二、二、ABAB2 2

13、相相(拉维斯相拉维斯相)1:2.1:BAdd尺寸因素起主导作用形成的相：AB2金属间化合物是耐热钢和耐热合金中重要的强化相，如耐热钢中的NbFe2，耐热铝合金中的CuAl2等（原子直径之比）钢中的金属间化合物钢中的金属间化合物三、三、ABAB3 3相相(有序相有序相)是介于无序固溶体和化合物之间的过渡状态。是耐热钢和耐热合金中重要的强化相，例如：Ni3Al等。Ni3Al中可溶解多种元素，电负性和原子半径决定Ni（Co，Cu）3 Al（Ti，Nb）图18，p12第五节第五节 合金元素对铁碳相图的影响合金元素对铁碳相图的影响 1 1、改变了奥氏体相区的位置、改变了奥氏体相区的位置 Mn,Ni等：形

14、成元素，扩大 区，室温Cr，Mo等：铁素体形成元素，会消失，室温合金元素对铁碳相图的影响合金元素对铁碳相图的影响扩大相区元素降低了A3温度，也降低了A1温度；缩小相区元素升高了A3温度，也升高了A1温度2 2、改变了共析温度、改变了共析温度合金元素对铁碳相图的影响3 3、改变了共析体的含碳量、改变了共析体的含碳量 所有的合金元素都降低共析点碳含量，使共析点左移合金元素对铁碳相图的影响合金元素对铁碳相图的影响合金元素添加量使C0.8%的钢中出现共析组织;合金元素添加使C2.11%的钢中出现合金莱氏体总结：总结：合金元素对临界点Fe-C相图的影响可由下表表示第六节第六节 合金元素对钢在加热时合金元

15、素对钢在加热时转变的影响转变的影响钢在加热时的转变：相的形成 碳化物溶解相中合金元素的均匀化 溶质元素的晶界平衡偏聚 奥氏体晶粒长大合金元素对奥氏体形成的影响改变临界点温度改变临界点温度S S点位置等，改变奥氏体形点位置等，改变奥氏体形成的温度条件及成的温度条件及C C浓度条件。浓度条件。合金元素影响奥氏体均匀化合金元素影响奥氏体均匀化 强碳、氮化物形成元素强碳、氮化物形成元素稳定碳化物或氮稳定碳化物或氮化物，溶解需更高温度，更长时间保温得到化物，溶解需更高温度，更长时间保温得到均匀一致均匀一致。合金工具钢保留部分合金工具钢保留部分C C化物。化物。影响奥氏体均匀化 合金元素对钢在加热时转变的

16、影响合金元素对钢在加热时转变的影响合金元素对奥氏体晶粒长大的影响合金元素对奥氏体晶粒长大的影响非碳、氮化物形成非碳、氮化物形成 元素元素MnMn、P P、有助长有助长 奥化体晶粒长大奥化体晶粒长大非碳、氮化物形成非碳、氮化物形成 元素，元素，Ni.Co Ni.Co 等对等对 大无影响大无影响 强碳、氮化物形成元素强碳、氮化物形成元素 奥氏体晶粒长大倾向，氮化奥氏体晶粒长大倾向，氮化物比碳化物溶解度低，常用物比碳化物溶解度低，常用第七节第七节 合金元素对过冷奥氏体合金元素对过冷奥氏体转变的影响转变的影响一、影响相变临界点，从而影响相变的过冷度和驱一、影响相变临界点，从而影响相变的过冷度和驱 动力

17、动力 式（15）和式（16），定量表示各元素 对Ac3和Ac1影响，形成元素，形成元素 二、在恒温转变曲线上的影响二、在恒温转变曲线上的影响 C C化物形成元素化物形成元素 C 曲线右移，并改变其形状，出现两个“鼻子”温 度 非非C C化物形成元素化物形成元素 使C-曲线右移，形状不变，特殊情况Co C扩散，C曲线左移，综述：综述：C曲线右移的结果，降低了钢的临界冷却速度，提高了钢的淬透 性。除Co外，所有合金元素 均稳定性，淬透性，钢中常用于提高淬透性元素：钢中常用于提高淬透性元素：CrCr、MnMn、MoMo、SiSi、NiNi、B B等等 550700727PBPBMsTimeMA1bc

18、aMf共析钢的共析钢的“C”C”曲线（曲线（TTTTTT曲线）曲线）return合金元素扩散慢，是珠光体转变时碳化物形核的 控制因素合金元素影响 形核功或转变激活能，降低 相转变速度，p17（Ti，V，Nb）（Cr，Mo，W）（Al，Si）合金元素对先共析铁素体析出的影响：C在相变前端 的扩散为控制因素，强碳化物形成元素对析出不利，Ni、Mn也减慢这种转变相间沉淀:碳化物相间沉淀，尺寸取决于转变温度和碳化 物形成元素的种类 合金元素对过冷奥氏体转变的综合作用合金元素对珠光体转变的影响（自学）合金元素对珠光体转变的影响（自学）P19，合金元素对贝氏体转变的影响合金元素对贝氏体转变的影响（自学）（

19、自学）合金元素对贝氏体转变的影响合金元素对贝氏体转变的影响合金元素对贝氏体转变上限温度的影响。合金元素改变贝氏体转变动力学过程，增长转变孕育期，减慢长大速度。碳、硅、锰、镍、铬的作用较强，钨、钼、钒、钛的作用较小。(自学)绝大多数合金元素都降低MS，钢中的残余量,但有Co和Al相反。p20,式(1-8)和(1-9),p20,表1-5 合金元素影响马氏体的结构:C和合金元素增加形成 针状马氏体的倾向合金元素对马氏体转变的影响合金元素对马氏体转变的影响第八节第八节 合金元素对淬火钢合金元素对淬火钢 回火转变的影响回火转变的影响 对马氏体分解的影响：对马氏体分解的影响：M分解温度，M M分解分解速速

20、度度，回火抗力，回火抗力，回火稳定性回火稳定性 合金元素：M分解速度 C钢中C化物析出温度250350 合金钢中400500，甚至更高，形成的碳化物越稳定，元素的这种作用越强 Cr.V.Ti W.Mo等强C化物形成元素，阻碍C扩散，使M分解速度 锰（弱）和镍（非）对M分解影响甚小合金元素对淬火钢回火转变的影响合金元素对淬火钢回火转变的影响对残余奥氏体分解的影响对残余奥氏体分解的影响 残余残余分解温度，合金钢中分解温度，合金钢中甚至加热至甚至加热至500500700700也也不分解成珠光体等产物，但析出不分解成珠光体等产物，但析出C C化物使化物使在回火随后的冷在回火随后的冷却时转变为却时转变为

21、M M，这种现象称为二次淬火。这种现象称为二次淬火。含含V V、MoMo等元素的合金钢回火的二次硬化效应：随回火温度等元素的合金钢回火的二次硬化效应：随回火温度的升高，硬度不是持续下降，而是在的升高，硬度不是持续下降，而是在600600左右有硬度最高点。左右有硬度最高点。原因：原因：高温下高温下C C化物析出使化物析出使 内内C C及合金元素贫化，及合金元素贫化，Ms,Ms,冷却时冷却时 转变成转变成M M。在在600600左右回火，体系中有大量细小、稳定、弥散、不易聚左右回火，体系中有大量细小、稳定、弥散、不易聚集长大的集长大的C C化物析出，产生强烈的第二相强化，从而使钢具有化物析出，产生

22、强烈的第二相强化，从而使钢具有很好的高温强度和硬度很好的高温强度和硬度。合金元素对淬火钢回火转变的影响合金元素对淬火钢回火转变的影响对对C C化物的形成，聚集和长大的影响化物的形成，聚集和长大的影响 含一种或数种足够浓度含一种或数种足够浓度W W、Mo.V.CrMo.V.Cr等强等强C C化物形化物形成元素的合金钢，淬火后较高温度回火（成元素的合金钢，淬火后较高温度回火（450450650650）时，产生）时，产生稳定的、细小弥散的、不易聚集稳定的、细小弥散的、不易聚集长大的长大的C C化物颗粒化物颗粒。细小弥散、不易聚集长大的。细小弥散、不易聚集长大的C C化化物的析出及二次淬火共同造就了二

23、次硬化现象。物的析出及二次淬火共同造就了二次硬化现象。CoCo虽不阻碍扩散，但虽不阻碍扩散，但固溶体的原子结合力，固溶体的原子结合力，也使析出相不易长大。也使析出相不易长大。合金元素对淬火钢回火转变的影响合金元素对淬火钢回火转变的影响合金元素对析出金属间合金元素对析出金属间化合物的影响化合物的影响低碳和微碳合金马氏体在高温回火时，从基体相中析出金属间化合物金属间化合物，并产生沉淀强化效应。表16第九节 钢的强化机制强化即提高塑变抗力，而塑变本质是位错运动，所以提高强度即着眼于阻碍位错提高强度即着眼于阻碍位错运动，造成位错运动困难运动，造成位错运动困难。这样合金元素的强化方式主要有四种：一、固溶

24、强化：一、固溶强化：溶质造成基本金属晶格畸变，产生弹性应力场，应力场作用于位错，增大位错运动阻力，导致强化。间隙）(2/1iisCK代位）(2/1 sssCK（C，N，作用更强）Mn.Cr.Si Ni.Mo.W等，作用相对弱，其中Si，Mn作用较强钢的强化机制二、晶界强化二、晶界强化 细晶强化 晶界存在，变形过程中由 于位错的运动Fe难以穿越晶界，在晶界附近产生位错 塞积，形成加工硬化微区阻碍位错运动。所以，归 根结底，是因为晶界的存在而使位错运动受阻，从 而达到强化目的。而晶粒越细，晶界越多，强化效 果好。2/10/dKssHall-patch公式Ks晶格阻碍强度系数 钢的强化机制晶界强化的

25、具体方法：晶界强化的具体方法：向钢中加入表面活性元素C、N、Ni等，使其于 -Fe晶 界偏聚，提高晶界阻碍位错运动能力。利用合金元素细化晶粒。加入Nb.Ti.V等C化物形成元 素，形成稳定的，细小均匀的，不易聚集长大的C化物，阻 碍高温奥氏体化过程晶粒长大，相同的冷却条件下产物晶 粒越细小，s越高。注意：细小、弥散。因为第二相粒子长大到一定尺寸后，失去对奥氏体晶粒长大的阻碍作用，有一临界尺寸。钢的强化机制三、第二相强化三、第二相强化 第二相粒子阻碍位错运动，位错运动遇 到第二相粒子，或切过或绕过，滑移才能进行，而切过 或绕过都需要消耗额外能量，故需提高外加应力，所以 造成强化。沉淀强化沉淀强化

26、：位错切过二相粒子，合金化+淬火时效，NiTi Ni3Mo等，（第二相与母相共格，有一定的变形能力）弥散强化弥散强化：位错绕过第二相粒子，强C化物形成元素Ti Mo W Nb等成稳定，细小，弥散，的C化物颗粒。（第二相析出，与母相非共格，不参与变形）钢的强化机制四、位错强化四、位错强化 晶界处位错塞积，阻碍继续变形，所以位错强化着眼于提高位错密度。合金化使塑性变形时位错易于增殖，加工硬化率 细化晶粒，通过增加晶界数量，使晶界附近因变形不协调诱发几何上需要的位错，增加晶粒内位错塞积群数量。第二相粒子，位错绕过时留下拉错圈，使位错数量增多，淬火造成位错型亚结构，合金元素淬透性。马化体切变形成高密度

27、位错胞的亚结构层错能，使位错易干扩展和形成层错，增加位错交互作用，防止交叉滑移，加入层错能元素Mn错的强化四种机制，总的强化效果可看成是各种机制所强化效果之和。注意：强化必然以损失塑性和韧性的为代价。合金元素通过以上四种机制钢的强度，必然使塑性，韧性下降，所以不同情况，不同要求，要严格控制合金元素含量。第十节 改善钢的塑性和韧性改善钢的塑性和韧性一、改善钢的塑性一、改善钢的塑性 p，颈缩后变形，取决于微孔坑，微裂纹形成难易塑性的基本思路：在提高均匀塑性的同时尽量避塑性的基本思路：在提高均匀塑性的同时尽量避免和或推迟微孔坑形成免和或推迟微孔坑形成塑性两个指标均匀真应变u总真应变：puT改善钢的塑

28、性和韧性改善钢的塑性和韧性1 1、溶质原子的影响、溶质原子的影响 Fe中溶质原子使塑性下降，C、N间隙固溶比代位固溶元素作用更大。Fe中合金元素对塑性影响复杂。往往使塑性在一定溶质浓度处出现最大值影响（“王”P15，图1.5）影响塑性的主要因素：影响塑性的主要因素：改善钢的塑性和韧性改善钢的塑性和韧性影响塑性的主要因素：影响塑性的主要因素：2 2、晶粒大小对塑性的影响、晶粒大小对塑性的影响 晶粒，应力集中，推迟微孔坑或微裂纹形成，p，T3 3、第二相的影响、第二相的影响 第二相数量的影响第二相数量的影响 第二相粒子的尺寸、形状、和分布特点的影响第二相粒子的尺寸、形状、和分布特点的影响大尺寸第二

29、相粒子，极限塑性第二相粒子呈针状或片状时对极限塑性危害大，球状时危害小。第二相粒子沿晶界分布危害大，均匀分布危害小。第二相为球状，细小，均匀，弥散分布最好第二相为球状，细小，均匀，弥散分布最好。（第二相强化，C化物，通过热处理改变大小，形状和分布）（第二相为杂质时，如S化物，氧化物，冶炼时向钢中加入Zr、Ca或稀C元素，改变第二相形状，使之成为球形。）改善钢的塑性和韧性改善钢的塑性和韧性影响塑性的主要因素：影响塑性的主要因素：位错强化塑性，特别是当有C、N溶质原子时，C、N原子易偏聚于位错处形成“柯氏气团”，使变形困难，塑性4 4、位错强化对塑性影响、位错强化对塑性影响可向此类钢中加入Ti.V

30、.Nb等元素以固定间隙原子N、C使之不向位错处偏聚。改善钢的塑性和韧性改善钢的塑性和韧性二、改善钢的韧性二、改善钢的韧性 冲击韧性（冲击韧性（K K），），断裂韧性（断裂韧性（K KICIC），），脆性转折温度脆性转折温度T TK K）1 1、改善延性断裂、改善延性断裂 延性断裂是微孔坑形成，聚集长大过程，断口为孔坑型途径：途径：（1 1）改善第二相的尺寸、形态）改善第二相的尺寸、形态 对于用第二相强化的钢，应尽量减小第二相尺寸，尽量使第二呈现相球状 （球状、细小、均匀、弥散与基体结合良好的第二相强化（球状、细小、均匀、弥散与基体结合良好的第二相强化 颗粒）颗粒）(2)(2)提高组织均匀性提高

31、组织均匀性 防止塑性变形不均匀性，减少应力集中(何为应力集中？)（3 3）提高基体塑性）提高基体塑性 塑性，使裂纹扩展消耗更多的能量，或者说基体吸收本来用于裂纹扩展的能 量更多）改善钢的塑性和韧性改善钢的塑性和韧性2、改善解理断裂抗力 二、改善钢的韧性二、改善钢的韧性 解理断裂：一种脆性断裂，断裂前无塑变 当材料使用温度化于某一温度TK，塑性脆性，T TK K=ABlnd=ABlnd-1/2-1/2，A A、B B 均为常数均为常数结论：晶粒细化结论：晶粒细化 T TK K奥氏体钢的TK很低，最低可到接近OK，绝对零度 改善钢的塑性和韧性改善钢的塑性和韧性二、改善钢的韧性二、改善钢的韧性 3 3、改善沿晶断裂、改善沿晶断裂 回火脆，过热，过烧等引起晶界弱化，从而导致沿晶断裂 方法：方法：防止P.As（砷）,Sb（锑）等在晶界上偏聚。因为它 们降低晶界能量g 防止第二相质点（Fe3C.MnS）沿晶界析出，因为这 会导致裂纹传播时消耗的塑性变形功P下降。CEpgf)2(断裂应力：断裂应力：半裂纹长度