合金元素对钢的淬硬性有多大作用？

mysuncool0315

一般来说，钢的淬硬性是由碳决定的，但是不是说，合金元素就没有什么作为了呢？

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1）硅
  ①提高钢中固溶体的强度和冷加工硬化程度使钢的韧性和塑性降低；
  ②硅能显著地提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比；
+ j4 g5 A: H7 l  c% P6 {  ③耐腐蚀性。硅的质量分数为15％一20％的高硅铸铁，是很好的耐酸材料。含有硅的钢在氧化气氛中加热时，表面也将形成一层SiO2薄膜，从而提高钢在高温时的抗氧化性。
缺点：使钢的焊接性能恶化。
) N# Z) n5 a! w/ X: H2 X4 w2）锰
8 t1 d( q5 K8 J. A& y8 B  ①锰能提高钢的淬透性。
  ②锰对提高低碳和中碳珠光体钢的强度有显著的作用。
  ③锰对钢的高温瞬时强度有所提高。
+ |" J/ ]+ B0 j; G) h3 v缺点：
  ①含锰较高时，有较明显的回火脆性现象；
6 V% a# s2 T$ n2 P  ②锰有促进晶粒长大的作用，因此锰钢对过热较敏感t在热处理工艺上必须注意。这种缺点可用加入细化晶粒元素如钼、钒、钛等来克服：
  ③当锰的质量分数超过1％时，会使钢的焊接性能变坏，
8 c0 p& V) O% H. p  ④锰会使钢的耐锈蚀性能降低。
3）铬在钢中的作用
  ①铬可提高钢的强度和硬度。
  ②铬可提高钢的高温机械性能。
  ③使钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性
  ④阻止石墨化
# }3 ^; b; s# d8 d/ Z  ⑤提高淬透性。
缺点：
  ①铬是显著提高钢的脆性转变温度
  n, _- @& c, ]) ^1 ]8 S+ S  ②铬能促进钢的回火脆性。
4）镍在钢中的作用
- ]2 A$ f8 A' B, \! ]8 ^3 {  ①可提高钢的强度而不显著降低其韧性；
7 K  @( @% i4 h8 H7 o, I  ②镍可降低钢的脆性转变温度，即可提高钢的低温韧性；
  ③改善钢的加工性和可焊性；
  ④镍可以提高钢的抗腐蚀能力，不仅能耐酸，而且能抗碱和大气的腐蚀。
/ T+ |3 v7 r7 @/ B) N4 u0 V6 a5）钼在钢中的作用
  ①钼对铁素体有固溶强化作用。
! u' Q) b) f9 f! _0 b/ J- k+ f1 f5 h& g  ②提高钢热强性
7 s7 u7 B$ O  q/ }- A  ③抗氢侵蚀的作用。
# q1 Q9 H: v. ?4 f& b# C  ④提高钢的淬透性。
缺点：
; @3 X1 N# ]- ?; y  钼的主要不良作用是它能使低合金钼钢发生石墨化的倾向。
# f) m3 p- W# J1 p9 e0 W0 X, O2 G6）钨在钢中的作用
  ①提高强度
- y" Y7 h* j: ~" o( s8 `  ②提高钢的高温强度。
/ n9 S. F( B% U- Z4 I6 X: K  ③提高钢的抗氢性能。
8 C' e& Y8 [' I' H4 v, a: n  ④是使钢具有热硬性。因此钨是高速工具钢中的主要合金元素。
7）钒在钢中的作用
; }7 F5 h3 u" _7 U5 S1 Z  ①热强性。
  ②钒能显著地改善普通低碳低合金钢的焊接性能。
( ~, @" @$ s" a- N! f% k8）钛在钢中的作用
  ①钛能改善钢的热强性，提高钢的抗蠕变性能及高温持久强度；
  ②并能提高钢在高温高压氢气中的稳定性。使钢在高压下对氢的稳定性高达600℃以上，在珠光体低合金钢中，钛可阻止钼钢在高温下的石墨化现象。因此，钛是锅炉高温元件所用的热强钢中的重要合金元素之一。
9）铌在钢中的作用
  ①铌和碳、氮、氧都有极强的结合力，并与之形成相应的极为稳定的化合物，因而能细化晶粒，降低钢的过热敏感性和回火脆性。
  ②有极好的抗氢性能。
  ③铌能提高钢的热强性
4 l/ j/ W1 W; h10）硼在钢中的作用   ；
  ①提高钢的淬透性。
  q! B& K6 q; ?2 @  i- w  ②提高钢的高温强度。强化晶界的作用。
; u/ ]  J" C; _- Q" |11）铝在钢中的作用
  ①用作炼钢时的脱氧定氮剂，细化晶粒，抑制低碳钢的时效，改善钢在低温时的韧性，特别是降低了钢的脆性转变温度；
1 p+ P  Y# x0 o4 u0 N9 i" B5 \  ②提高钢的抗氧化性能。曾对铁铝合金的抗氧化性进行了较多的研究；4％AI即可改变氧化皮的结构，加入6％A1可使钢在980C以下具有抗氧化性。当铝和铬配合并用时，其抗氧化性能有更大的提高。例如，含铁50％一55％、铬30％一35％、铝10％一15％的合金，在1 400C高温时，仍具有相当好的抗氧化性。由于铝的这一作用，近年来，常把铝作为合金元素加入耐热钢中。
( B9 U: K& u7 M8 k' h% [+ G9 t) U8 P. T  ③此外，铝还能提高对硫化氢和V2O5，的抗腐蚀性。
缺点：
  ①脱氧时如用铝量过多，将促进钢的石墨化倾向。
  ②当含铝较高时．其高温强度和韧性较低。

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主要是分扩大还是缩小奥氏体相区而言划分！

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既然是讨论淬硬而不是淬透，那必须从容易淬成马氏体而且降低残余奥氏体方面入手。

nel1982

合金元素也是影响淬透性的，要是合金元素没有什么作用，那么要合金钢干什么呢？ :ang:

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合金元素 除Co%以外，C曲线右移，↑淬透性
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/ U; N! z+ x0 m3 I% t- i0 J) [; M第二节 主要合金元素对钢性能影响的在关说明

　　　　　　　　　　　　　表1-3-2 主要合金元素对钢性能影响的在关说明

元素名称	对性能主要影响
Al	主要作用为细化晶粒和脱氧，在渗氮钢中能促成渗氮层，含量高时，能提高高 温抗氧化性，耐H2S气体的腐蚀作用，固溶强化作用大，提高耐热合金的热强性，有促使石墨化倾向
B	微时硼能提高钢的淬透性，但随钢中碳含量增加，淬透性的提高逐渐减弱以至完全消失
C	含量增加，钢的硬度和强度也提高，但塑性和韧性随之下降
Co	有固溶强化作用，使钢具有红硬性，提高高温性能、抗氧化和耐腐蚀性，为高温合金及超硬高速钢的重要合金元素，提高钢的Ms点，降低钢的淬透性
Cr	提高钢的淬透性，并有二次硬化作用，增加高碳钢的耐磨性，含量超过12%时，使钢具有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀作用，提高钢的热强性，是不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素，但含量高时易产生脆性
Cu	含量低时，作用和镍相似，含量较高时，对热变形加工不利，如超过0.30%时，在热变形加工时导致高温铜脆现象，含量高于0.75%时，经固溶处理和时效后可产生时效强化作用。在低碳合金钢中，特别是与磷同时存在，可提高钢的抗大气腐蚀性，2%~3%的铜在不锈钢中可提高对硫酸、磷酸及盐酸等的抗腐蚀性及对应力腐蚀的稳定性
Mn	降低钢的下临界点，增加奥氏体冷却时的过冷度，细化珠光体组织以改善其力学性能，为低合金钢和重要合金元素，能明显提高钢的淬透性，但有增加晶粒粗化和回火脆性的不利倾向
Mo	提高钢的淬透性，含量0.5%时，能降低回火脆性，有二次硬化作用。提高热强性和蠕变强度，含量2%~3%时，提高抗有机酸及还原性介质腐蚀能力
N	有不明显的固溶强化及提高淬透性的作用，提高蠕变强度，与钢中其它元素化合，有沉淀硬化作用，表面渗氮，提高硬度及耐磨性，增加抗蚀性，在低碳钢中，残余氮会导致时效脆性
Al	固溶强化作用很明显，提高钢的淬透性（溶于奥氏体时），增加回火稳定性，有二次硬化作用，提高钢的强度、冲击韧性，当含量高时（大于碳含量8倍），使钢具有良好的抗氧性能，并提高热强钢的高温性能（蠕变强度等）
Ni	提高塑性及韧性，（提高低温韧性更明显），改善耐蚀性能，与铬、钼联合使用，提高热强性，是热强钢及不锈耐酸钢的主要合金元素之一
P	固溶强化及冷作硬化作用很好，与铜联合使用，提高低合金高强度钢的耐大气腐蚀性能，但降低其冷冲压性能，与硫、锰联合使用，改善切削性，增加回火脆性及冷脆敏感性
Pb	改善切削加工性
RE	包括镧系元素及钇和钪等17个元素，有脱气、脱硫和消除其他有害杂质作用，改善钢的铸态组织，0.2%的含量可提高抗氧化性、高温强度及蠕变强度，增加耐蚀性
S	改善切削性。产生热脆现象，恶化钢的质量，硫含量高，对焊接性产生不好影响
Si	常用的脱氧剂，有固熔强化作用，提高电阴率，降低磁滞损耗，改善磁导率，提高淬透性，抗回火性，对改善综合力学性能有利，提高弹性极限，增加自然条件下的耐蚀性。含量较高时，降低焊接性，且易导致冷脆。中碳钢和高碳钢易于在回火时产生石墨化
Ti	固溶强化作用强，但降低固溶体的韧性，固溶于奥氏体中提高钢的淬透性，但化合钛却降低钢的淬透性。改善固火稳定性，并有二次硬化作用，提高耐热钢的抗氧化性和热强性，如蠕变的持久强度，且改善钢的焊接性
V	固溶于奥氏体中可提高钢的淬透性，但化合状态存在的钒，会降低钢的淬透性，增加钢的回火稳定性，并有很强的二次硬化作用，固溶于铁素体中有极强的固溶强化作用。细化晶粒以提高低温冲击韧性，碳化钒是最硬耐磨性最好的金属碳化物，明显提高工具钢的寿命，提高钢的蠕变和持久强度，钒、碳含量比超过5.7时，可大大提高钢抗高温高压氢腐蚀能力，但会稍微降低高温抗氧化性
Zr	锆在钢中作用与铌、钛、钒相似，含量小时，有脱氧、净化和细化晶粒的作用，提高钢的低温韧性，消除时效现象，提高钢的冲压性能

mysuncool0315

朋友们可能误解了，淬硬性与淬透性是有区别的。比如说，所有的材质都做成直径5mm长度100mm的圆棒，其硬度主要决定因素有哪些？还有哪些其它因素？