鉻合金與模具鋼的一些密不可分的聯系（1）
眾所周知模具鋼是由多種合金元素組成，正是由于這些特殊的合金元素才能使得模具鋼的性能那么優越，比如我們比較常見冷作模具鋼DC53就是使用了鉻合金元素，DC53里面鉻的含量達到8%左右，這使得材料有著超高的韌性及硬度，所以我們這次來介紹一下鉻合金的主要性能及元素的一下特質。
由于碳素鋼的綜介力學性能低，淬透性差，回火穩定性差，抗腐蝕性差，高溫強度低，熱硬性低、無特殊的電磁性能等缺點限制了它的應用。介金鋼正是為了彌補碳素鋼的缺點而發展起來的，在碳素鋼的基礎上有目的的加入各種介金元素所冶煉成的鋼。
在合金鋼中，經常加入的合金元素有:錳(Mn>0. 8%)、硅(8i>0. "%)、鉻}Cr)、鎳(Ni)、鎢(Wu)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、釩(v)、鋁（AL）、銅(Cu)、硼(B)、鈮(NI)及稀土元素(Re)等。鉻是重要的介金化元素，幾乎所有介金鋼中都含有鉻元素，鉻以金屬鉻和鉻鐵形式加入鋼中。本文主要以它為研究對象，綜介分析其對鋼材組織、金相、Fe-Fe3C相圖的影響，從而揭示其改變介金鋼力學性能及熱處理工藝的原因與結果。
1 鉻元素簡介
分子式：Cr，分子量：51.996，電子排布：[Ar]3d54s1，銀白色金屬，純鉻有延展性，含雜質的鉻硬而脆。密度為 7.20克/立方厘米，熔點 1857±20℃，沸點 2672℃，化合價+2、+3和+6。鉻元素物理性能皆與鐵相近。
2鉻元素在合金鋼中存在形態
2. 1鉻元素與鐵的相互作用
因純Cr與a -Fe同為體心立方晶格，且與a -Fe原子半徑和電子結構均相近，所以它們在室溫下能夠無限固溶;鉻能溶入鐵素體中，形成置換固溶體，又山于與a -Fe原子半徑和電子結構的差異，必然引起鐵素體晶格的畸變，產生固溶強化，使鐵素體的強度、硬度提高，在鉻含量毛2. 0%，在顯著強化固溶鐵素體的同時，仍能提高塑、韌性;但鉻含量> 2. 0%，將降低固溶鐵素體的塑、韌性。
2. 2鉻元素與碳的相互作用
鉻元素小是石墨化元素，也小是與碳結介力很強的碳化物形成元素(如認、釩等)，其與碳的結介能力中等。當鉻含量少時，多形成鐵、鉻介金滲碳體(Fe , Cr ) 3C，當鉻含量較高()5%)為中、高介金鋼時，多與碳形成具有復雜晶格的第一類碳化物如:Crz3C6 v Cr;C3等。此類碳化物與具有簡單晶格的T1C}UCv WzCv 1}OZC等第二類碳化物相比較，具有硬度、熔點相對較低，穩定性較差，加熱時易溶解進入奧氏體中。
3鉻元素對鋼的相變的影響
3. 1鉻元素對鐵碳相圖的影響
鉻將使Fe-Fe3C相圖中A1 <A3)點向上移動，A4點向下移動，S, E點向左上方移動。共析點S的左移，使介金鋼中共析成分的含碳量下降，且當鉻含量> 19%后，將封閉Y相區，介金鋼將小再隨溫度的改變而發生a一丫轉變，從而保持為鐵素體，常稱為鐵素體鋼。工業用高硅變壓器鋼，高鉻小銹鋼等都屬于鐵素體鋼。
3. 2鉻元素對合金鋼加熱轉變的影響
介金鋼加熱時的組織轉變過程與碳鋼基本相同，即包括奧氏體的形核與長大、碳化物的溶解、奧氏體的均勻化四個階段。鉻元素同大多數介金一樣，會減慢奧氏體化過程。介金碳化物也使介金鋼的臨界點升高。因此介金鋼與碳鋼相比，奧氏體溫度一般要高，保溫時間也要較長。
3. 3鉻元素對合金鋼冷卻轉變的影響
大多數介金元素(除Co外)均增大過冷奧氏體的穩定性，使C曲線右移，臨界冷卻速度減小，提高鋼的淬透性，而Cr常常用來作為一種提高淬透性的最主要的元素。大多數介金元素(除Co, A1外)，都將使介金鋼的Ms,Mf點下降，從而使熱處理后的介金鋼中殘余奧氏體量增多、硬度和疲勞強度降低，鉻元素也如此。
3. 4鉻元素對合金鋼回火轉變的影響
淬火后形成的馬氏體，山于溶入進了鉻等介金元素，使得Fe, C的擴散速度減慢，在回火過程中，減緩了馬氏體的分解、殘余奧氏體的分解以及碳化物的析出聚集的速度，并在這一過程形成了更高的溫度，提高介金鋼的回火穩定性。這一特性對許多介金鋼具有重要的意義，對于介金結構鋼而言，使相同的回火溫度下的介金鋼的硬度高于碳素鋼;對于介金工具鋼而言，高的回火穩定性使其表現出良好的熱硬性。
由于碳素鋼的綜介力學性能低，淬透性差，回火穩定性差，抗腐蝕性差，高溫強度低，熱硬性低、無特殊的電磁性能等缺點限制了它的應用。介金鋼正是為了彌補碳素鋼的缺點而發展起來的，在碳素鋼的基礎上有目的的加入各種介金元素所冶煉成的鋼。
在合金鋼中，經常加入的合金元素有:錳(Mn>0. 8%)、硅(8i>0. "%)、鉻}Cr)、鎳(Ni)、鎢(Wu)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、釩(v)、鋁（AL）、銅(Cu)、硼(B)、鈮(NI)及稀土元素(Re)等。鉻是重要的介金化元素，幾乎所有介金鋼中都含有鉻元素，鉻以金屬鉻和鉻鐵形式加入鋼中。本文主要以它為研究對象，綜介分析其對鋼材組織、金相、Fe-Fe3C相圖的影響，從而揭示其改變介金鋼力學性能及熱處理工藝的原因與結果。
1 鉻元素簡介
分子式：Cr，分子量：51.996，電子排布：[Ar]3d54s1，銀白色金屬，純鉻有延展性，含雜質的鉻硬而脆。密度為 7.20克/立方厘米，熔點 1857±20℃，沸點 2672℃，化合價+2、+3和+6。鉻元素物理性能皆與鐵相近。
2鉻元素在合金鋼中存在形態
2. 1鉻元素與鐵的相互作用
因純Cr與a -Fe同為體心立方晶格，且與a -Fe原子半徑和電子結構均相近，所以它們在室溫下能夠無限固溶;鉻能溶入鐵素體中，形成置換固溶體，又山于與a -Fe原子半徑和電子結構的差異，必然引起鐵素體晶格的畸變，產生固溶強化，使鐵素體的強度、硬度提高，在鉻含量毛2. 0%，在顯著強化固溶鐵素體的同時，仍能提高塑、韌性;但鉻含量> 2. 0%，將降低固溶鐵素體的塑、韌性。
2. 2鉻元素與碳的相互作用
鉻元素小是石墨化元素，也小是與碳結介力很強的碳化物形成元素(如認、釩等)，其與碳的結介能力中等。當鉻含量少時，多形成鐵、鉻介金滲碳體(Fe , Cr ) 3C，當鉻含量較高()5%)為中、高介金鋼時，多與碳形成具有復雜晶格的第一類碳化物如:Crz3C6 v Cr;C3等。此類碳化物與具有簡單晶格的T1C}UCv WzCv 1}OZC等第二類碳化物相比較，具有硬度、熔點相對較低，穩定性較差，加熱時易溶解進入奧氏體中。
3鉻元素對鋼的相變的影響
3. 1鉻元素對鐵碳相圖的影響
鉻將使Fe-Fe3C相圖中A1 <A3)點向上移動，A4點向下移動，S, E點向左上方移動。共析點S的左移，使介金鋼中共析成分的含碳量下降，且當鉻含量> 19%后，將封閉Y相區，介金鋼將小再隨溫度的改變而發生a一丫轉變，從而保持為鐵素體，常稱為鐵素體鋼。工業用高硅變壓器鋼，高鉻小銹鋼等都屬于鐵素體鋼。
3. 2鉻元素對合金鋼加熱轉變的影響
介金鋼加熱時的組織轉變過程與碳鋼基本相同，即包括奧氏體的形核與長大、碳化物的溶解、奧氏體的均勻化四個階段。鉻元素同大多數介金一樣，會減慢奧氏體化過程。介金碳化物也使介金鋼的臨界點升高。因此介金鋼與碳鋼相比，奧氏體溫度一般要高，保溫時間也要較長。
3. 3鉻元素對合金鋼冷卻轉變的影響
大多數介金元素(除Co外)均增大過冷奧氏體的穩定性，使C曲線右移，臨界冷卻速度減小，提高鋼的淬透性，而Cr常常用來作為一種提高淬透性的最主要的元素。大多數介金元素(除Co, A1外)，都將使介金鋼的Ms,Mf點下降，從而使熱處理后的介金鋼中殘余奧氏體量增多、硬度和疲勞強度降低，鉻元素也如此。
3. 4鉻元素對合金鋼回火轉變的影響
淬火后形成的馬氏體，山于溶入進了鉻等介金元素，使得Fe, C的擴散速度減慢，在回火過程中，減緩了馬氏體的分解、殘余奧氏體的分解以及碳化物的析出聚集的速度，并在這一過程形成了更高的溫度，提高介金鋼的回火穩定性。這一特性對許多介金鋼具有重要的意義，對于介金結構鋼而言，使相同的回火溫度下的介金鋼的硬度高于碳素鋼;對于介金工具鋼而言，高的回火穩定性使其表現出良好的熱硬性。
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