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　　合金元素对钢的机械性能的影响

　　提高钢的强度是加入合金元素的主要目的之一。欲提高强度， 就要设法增大位错运动的阻力。金属中的强化机制主要有固溶强化、位错强化、细晶强化、第二相(沉淀和弥散)强化。合金元素的强化作用， 正是利用了这些强化机制。

　　1. 对退火状态下钢的机械性能的影响

　　结构钢在退火状态下的基本相是铁素体和碳化物。合金元素溶于铁素体中， 形成合金铁素体， 依靠固溶强化作用， 提高强度和硬度，铺路钢板价格， 但同时降低塑性和韧性。

　　2.对退火状态下钢的机械性能的影响

　　由于合金元素的加入降低了共析点的碳含量、使C曲线右移， 从而使***中的珠光体的比例增大， 使珠光体层片距离减小， 这也使钢的强度增加， 塑性下降。但是在退火状态下， 合金钢没有很大的优越性。

　　由于过冷奥氏体稳定性增大， 合金钢在正火状态下可得到层片距离更小的珠光体， 或贝氏体甚至马氏体***， 从而强度大为增加。Mn、Cr、Cu的强化作用较大，河源连平县铺路钢板， 而Si、Al、V、Mo等在一般含量(例如一般结构钢的实际含量)下影响很小。

　　3. 对淬火、回火状态下钢的机械性能的影响

　　合金元素对淬火、回火状态下钢的强化作用***显著， 因为它充分利用了全部的四种强化机制。淬火时形成马氏体， 回火时析出碳化物， 造成强烈的第二相强化，同时使韧性大大改善， 故获得马氏体并对其回火是钢有效的综合强化方法。

　　合金元素加入钢中， 首要的目的是提高钢的淬透性， 保证在淬火时容易获得马氏体。其次是提高钢的回火稳定性， 使马氏体的保持到较高温度，使淬火钢在回火时析出的碳化物更细小、均匀和稳定。这样， 在同样条件下， 合金钢比碳钢具有更高的强度。

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　　合金调质钢的成分特点

　　(1) 中碳：碳含量一般在0.25%～0.50%之间，以0.4%居多；

　　(2) 加入提高淬透性的元素Cr、Mn、Ni、Si等：这些合金元素除了提高淬透性外，还能形成合金铁素体，提高钢的强度。如调质处理后的40Cr钢的性能比45钢的性能高很多；

　　(3) 加入防止第二类回火脆性的元素：含Ni、Cr、Mn的合金调质钢，高温回火慢冷时易产生第二类回火脆性。在钢中加入Mo、W可以防止第二类回火脆性，其适宜含量约为0.15%～0.30%Mo或0.8%～1.2%的W。

　　45钢与40Cr钢调质后性能的对比

　　钢号及热处理状态 截面尺寸/ mm sb/ MPa ss/MPa d5/ % y/% ak/kJ/m2

　　45钢 850℃水淬， 550℃回火 f50 　700 　500 　15 　45 　700

　　40Cr钢 850℃油淬， 570℃回火 f50 (心部) 　850 　670 　16 　58 　1000