1)对马氏体分解的影响
合金元素的主要作用是提高钢的回火稳定性,即钢对回火时发生软化过程的抵抗能 力,使回火过程各个阶段的转变速度大大降低,将其推向更高的温度。
淬火钢在马氏体分解的*阶段(150〜200°C)回火时,由于温度低,不仅合金元素扩 散困难,而且C扩散也困难,只能发生偏聚和短距离扩散,沉淀析出与a相保持共格的e 碳化物。合金元素均匀仍分布在a相和e碳化物中不进行重新分配,所以合金元素对马氏 体分解影响不大。
随着回火温度的升高,合金元素活动能力增加,对马氏体分解第二阶段有显著 影响。
(1) 碳化物形成元素将强烈推迟马氏体的分解,碳化物形成元素V、Nb、Cr、Mo、 W等对碳有较强的亲和力,溶于马氏体中的碳化物形成元素将阻碍碳从马氏体中析出, 即推迟C从马氏体中。如碳钢中C从马氏体*析出的温度范围是250〜300C,而含碳 化物形成元素的钢中C从马氏体中析出的温度提高到400〜500C,有时即使达到55O°C或 更高温度也难以使C*从a相中析出。表现为回火稳定性高,因而使马氏体分解的第二 阶段减慢。
(2) 非碳化物形成元素Ni、C。、Cu等影响较小。
(3) Si虽为非碳化物形成元素,但能有效推迟马氏体的分解,原因是Si能抑制e碳化 物长大时,延迟e碳化物向Fe3 C转变。
在碳钢中,实际上所有的碳从马氏体的析出温度都在250〜350°C,而在含碳化物形成 元素的钢中,可将这一过程推移到较高的温度(400〜500°C),其中V、Nb的作用比Cr、 W、M。更强烈。在含强碳化物形成元素的钢中,回火时碳化物转变的另一种机制是直接 从马氏体相中析出特殊碳化物,同时伴有渗碳体的溶解。属于这一类的元素有V、Nb、 Ti等。如图1.13、图1.14是质量分数分别为0.3%C、2.1%V钢淬火和回火时,低于 500°C钥仍固溶于马氏体,强烈阻碍马氏体分解,只有40%的碳以Fe’C析出,大部分碳. 仍保留在马氏体基体中。当高于500C时,直接从马氏体基体相中析出VC, VC形核的有 利位置是位错。VC的形状呈细片状,约Inm厚,与基体保持共格。VC不断析出,同时 Fe’C逐渐溶解。直到700°C , VC已全部析出,Fe’C全部溶解。非碳化物形成元素对这 一过程影响不大,但Si的作用比较*,可以显著减慢马氏体的分解速度。