一般(bān)認為純金屬具有較高的塑性,當加入其他合金元素後成單相固(gù)溶體時(shí)也有較好的塑性,若所含的元素形成化合物時使塑性降低(dī)。麵心立方晶體,如Cu、Al、Ni、Pb、Au、Ag等具有較高的塑性。體心(xīn)立(lì)方晶體,如Fe、Cr、W、Mo、β-黃(huáng)銅等的塑(sù)性居(jū)次。塑性較低的是六方晶格金屬,如Zr、Hf、Ti等。
鐵鎳合(hé)金可形成連續固溶體,因(yīn)此在鐵與(yǔ)鎳任意比例的情況下,合金的塑性都是很高的。此情況也適用於三元合金,例如在Fe-Vi-Cr形成的三(sān)元合金中,當Cr的含量不超過8%時,此合金(jīn)的塑性(xìng)與純鐵的塑性無(wú)大差別。當對純固溶體進行塑性(xìng)加工時,合金的塑性與其基(jī)體元素的塑性相近。
上述討(tǎo)論隻是對合金(jīn)僅含有形成固溶體的元素,而不含有其它元素的條件下才是正確的,但實際上這種條件幾(jǐ)乎是不存在的。因為除基本元素外,所有的鋼與合金都含有一(yī)係列的必需元素和附帶的不(bú)必需的其它元素(sù),形成不溶於固溶(róng)體或部分溶(róng)於固溶體的金屬間化合物,這類元素有硫、鋁、矽、鉛、錫等(děng)等,在固溶(róng)體中的過剩相,對其塑性有非常大的影(yǐng)響(xiǎng)。
①合金元素(sù)的影響
鐵(Fe):化學純(chún)鐵有非常高的塑性;
碳(C):在碳鋼中含碳量越高塑(sù)性(xìng)越差;
錳(Mn):奧氏體錳(měng)鋼,由於低(dī)的(de)導熱性和(hé)大的膨脹係數,使之具有高的加熱速度敏感性;
硫(S):硫溶於固溶體內(nèi)甚微。某些硫化物共(gòng)晶體和化合物的熔點低(dī),鋼在加熱時會產生紅(hóng)脆(cuì)現象;鋼是否(fǒu)會產生紅脆與(yǔ)錳含量有關,當Mn/S大於(yú)3時不會出現紅(hóng)脆(cuì)。
氧(O):與硫(liú)類似;
矽(Si):純矽不能進行塑性加工。當在鋼和(hé)合金中的(de)矽與固溶體形式存在時,它對該金屬的塑性影(yǐng)響不大;
鎳(Ni):純鎳具有高塑性。鎳為奧氏(shì)體形成(chéng)元素,鎳可提高純鐵的強度和塑性,能減緩鋼在加熱時晶粒的長大(dà),在含鎳高的鋼中提高含硫量會引起鋼的紅脆;
鉻(Cr):工業用鉻為脆性材料。鉻為鐵素體形成(chéng)元素,在一係列的(de)奧氏體合金中,含有一定量的鉻會產生鐵素體的(de)過剩相使鋼的塑性降低(dī),在鋼(gāng)中加入(rù)鉻會使其導熱性降低;
鎢(W)、鉬(Mo)、釩(V):這(zhè)些都是碳化物形成元(yuán)素(sù),他們所形成的碳化物極為穩定,這些碳化物能阻止奧氏體加熱時的晶粒長大,減小鋼的過熱敏感性;
銅(tóng)(Cu):純銅具有非常高的塑性。銅隻能在氧化氣(qì)氛中加(jiā)熱,若在還原氣氛中加熱,銅會變成紅脆(cuì);
磷(P):磷嚴重地(dì)影響鋼(gāng)的冷變形能力,並隨著含磷量的升高而減弱,即所謂出現冷脆(cuì)現象。
在Cr18Ni9型不鏽鋼中,當含鉛量大(dà)於(yú)0.007%時便產生紅(hóng)脆。
氫(H)、氮(N):熱加工時對鋼的塑性(xìng)無明顯影響。
不鏽鋼中最常見的元素為C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Mo、Cu、N。
②金屬宏觀組織的影響
鑄態奧氏體不鏽(xiù)鋼具有非常明顯的橫晶宏觀組織,對鐵素體鋼,其大部分為等軸晶。具(jù)有明顯橫晶宏觀組織的奧(ào)氏體不鏽鋼在熱加工(gōng)中仍有很高的塑性。
③金屬微觀組(zǔ)織的影響
奧(ào)氏體(tǐ)Cr-Ni不鏽鋼中因含有Ni、Cr和其他合(hé)金元素的不(bú)同,會含有(yǒu)不同量的α相,鋼(gāng)中含Ni量越多和含Cr、Si量越少時,α相越少,相反α相越多,鋼中含α相越多鋼(gāng)的塑性就越低。
|