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在钢中加入合金元素后，钢的基本组元铁和碳与加入的合金元素会发生交互作用。钢的合金化目的是希望利用合金元素与铁、碳的相互作用和对铁碳相图及对钢的热处理的影响来改善钢的组织和性能。合金元素与铁、碳的相互作用，合金元素加入钢中后，主要以三种形式存在钢中。即：与铁形成固溶体；与碳形成碳化物；在高合金钢中还可能形成金属间化合物。
合金元素对相图的影响：1.对奥氏体和铁素体存在范围的影响：扩大或缩小γ相区的元素均同样扩大或缩小Fe-Fe3C相图中的γ相区，且同样Ni或Mn的含量较多时，可使钢在室温下得到单相奥氏体组织(如奥氏体不锈钢和高锰钢等)，而Cr、Ti、Si等超过一定含量时，可使钢在室温获得单相铁素体组织(如高铬铁素体不锈钢等)。2.对Fe-Fe3C相图临界点(S和E点)的影响：扩大γ相区的元素使Fe-Fe3C相图中的共析转变温度下降，缩小γ相区的元素则使其上升，并都使共析反应在一个温度范围内进行。几乎所有的合金元素都使共析点(S)和共晶点(E)的碳含量降低，即S点和E点左移，强碳化物形成元素的作用尤为强烈。
40Cr焊接工艺要点:1、一般在退火(正火)状态下进行焊接。2、焊接方法不受限制3、用较大线能量，适当提高预热温度，一般预热温度及层间温度可控制在250~300℃之间。4、焊接材料应保证熔敷金属的成分与母材基本相同，如J107-Cr 5、焊后应及时进行调质热处理。若及时进行调质处理有困难，可进行中间退火或在高于预热的温度下保温一段时间，以排除扩散氢并软化组织。对结构复杂、焊缝较多的产品，可在焊完一定数量的焊缝后，进行一次中间退火。
钢板的材质：1-碳素结构钢板：Q195钢板、Q235钢板、SS400钢板、10#钢板、20#钢板、35#钢板、45#钢板、60#钢板、70#钢板、85#钢板、45Mn钢板、50Mn钢板、65Mn钢板、60si2mn钢板、Q345A钢板、Q345B钢板、Q345C钢板、Q345D钢板、Q345E钢板等。2-碳素工具钢板：T7A工具钢板、T8A工具钢板、T8MnA工具钢板、T10A工具钢板、T11工-具钢板、T12A工具钢板、T13A工具钢板等。3-低合金结构钢：09Mn2钢板、12Mn钢板、16Mn钢板、15MnV钢板、15MnTi钢板等。4-弹簧钢板：55Si2Mn弹簧板、55Si2MnB弹簧板、60Si2Mn弹簧板、60Si2MnA。5-弹簧板、60Si2CrA弹簧板、60Si2CrVA弹簧板、55CrMnA弹簧板、60CrMnA弹簧板等。6-轴承钢板：GCr6轴承板、GCr9轴承板、GCr9SiMn轴承板、GCr15轴承板、GCr15SiMn轴承板等。7-合金结构钢板：30Mn钢板、40M钢板、50Mn钢板、20Mn2钢板、30Mn2钢板、35Mn2钢板、40Mn2钢板、45Mn2钢板、50Mn2钢板、20MnV钢板、30Mn2MOW钢板、27SiMn钢板、20MnSi钢板
合金元素对加热时相转变的影响：合金元素影响加热时奥氏体形成的速度和奥氏体晶粒的大小。(1)对奥氏体形成速度的影响：Cr、Mo、W、V等强碳化物形成元素与碳的亲合力大，形成难溶于奥氏体的合金碳化物，显著减慢奥氏体形成速度；Co、Ni等部分非碳化物形成元素，因增大碳的扩散速度，使奥氏体的形成速度加快；Al、Si、Mn等合金元素对奥氏体形成速度影响不大。(2)对奥氏体晶粒大小的影响：大多数合金元素都有阻止奥氏体晶粒长大的作用，但影响程度不同。强烈阻碍晶粒长大的元素有：V、Ti、Nb、Zr等；中等阻碍晶粒长大的元素有：W、Mn、Cr等；对晶粒长大影响不大的元素有：Si、Ni、Cu等；促进晶粒长大的元素：Mn、P等。
合金元素对过冷奥氏体分解转变的影响：铝锌(镀锌)合金钢板为基本材料除Co外，几乎所有合金元素都增大过冷奥氏体的稳定性，推迟珠光体类型组织的转变，使C曲线右移，即提高钢的淬透性。常用提高淬透性的元素有：Mo、Mn、Cr、Ni、Si、B等。必须指出，加入的合金元素，只有完全溶于奥氏体时，才能提高淬透性。如果未完全溶解，则碳化物会成为珠光体的核心，反而降低钢的淬透性。另外，两种或多种合金元素的同时加入(如铬锰钢、铬镍钢等)，比单个元素对淬透性的影响要强得多。除Co、Al外，多数合金元素都使Ms和Mf点下降。其作用大小的次序是：Mn、Cr、Ni、Mo、W、Si。其中Mn的作用强，Si实际上无影响。Ms和Mf点的下降，使淬火后钢中残余奥氏体量增多。残余奥氏体量过多时，可进行冷处理(冷至Mf点以下)，以使其转变为马氏体；或进行多次回火，这时残余奥氏体因析出合金碳化物会使Ms、Mf点上升，并在冷却过程中转变为马氏体或贝氏体(即发生所谓二次淬火)。
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