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合金元素在鋼中的作用除冶煉過程的需要之外，為了一定的目的而故意加入鋼中的元素稱為合金元素．常用的合金元素有：硅、錳、硼、鉻、鎳、鉬、鎢、釩、鈦、鋁等．本節(jié)著重從原理方面討論這些元素在鋼中的主要作用．一、合金元素對(duì)臨界點(diǎn)的影響鋼的臨界點(diǎn)位置是制定熱處理工藝及其他熱加工工藝的重要依據(jù)，因此，了解合金元素對(duì)鋼的臨界點(diǎn)的影響是有重要意義的．合金元素含量較高時(shí)，由于臨界點(diǎn)位置發(fā)生顯著變化，還會(huì)使大口徑厚壁管的組織及性能發(fā)生明顯的變化．例如：高錳鋼、鉻鎳不銹鋼在使用狀態(tài)下具有奧氏體組織．因此，通過了解合金元素對(duì)臨界點(diǎn)的影響來掌握某些高合金鋼的組織特征也是很重要的．這個(gè)問題最好用狀態(tài)圖來討論．為了使問題簡(jiǎn)化，不直接引用“鐵一碳一合金元素”三元狀態(tài)圖，而先從“鐵一合金元素”二元狀態(tài)圖講起，然后再結(jié)合“鐵一碳”狀態(tài)圖討論三元系的情況．

合金元素與鐵的二元狀態(tài)圖鋼中各種合金元素與鐵的二元狀態(tài)圖可分為如下兩大類．(1)擴(kuò)大y相區(qū)的狀態(tài)圖  鐵錳狀態(tài)圖可作為這一類狀態(tài)圖的典型．表示了+鐵錳狀態(tài)圖的左半部分。可以看出，加入錳使鐵的A3點(diǎn)急劇下降，從910℃一直降到室溫。A4點(diǎn)則隨著錳量的增加而逐步上升，狄1390℃升到上504℃（包晶轉(zhuǎn)變濕度）。顯然，加入錳使y相區(qū)的溫度范圍擴(kuò)大了，我f『把這種使y相區(qū)的溫度范圍擴(kuò)大的元素稱為擴(kuò)大y相區(qū)的元素．

從鐵一錳狀態(tài)圖可看出，當(dāng)含錳量足夠高時(shí)，y相區(qū)可以擴(kuò)展到室溫，這時(shí)合金在室溫下具有y相（奧氏體）組織，生產(chǎn)中使用的高錳奧氏體大口徑厚壁管，就是利用這個(gè)原理配制的，與錳類似的合金元素還有鎳和鈷．這三種元素不僅使y相區(qū)擴(kuò)大，而且在y相中鐵與合金元素能完全互溶。但是，必須指出，鈷的加入量必須達(dá)到45%以上，才使A點(diǎn)急劇下降，而在此以前A3點(diǎn)反而略有上升，因此，在實(shí)用范圍內(nèi)，鉆反而是提高A3點(diǎn)的元素。有的合金元素雖然擴(kuò)大y相區(qū)，但在y相中不能與鐵完全互溶。形成這類狀態(tài)圖的元素主要有碳、氮和銅．圖20-l(b)為鐵一銅狀態(tài)圖。這些元素加入鐵中，同樣使A3點(diǎn)下降，使A4點(diǎn)上開，但這些元素在y相中的溶解度是有限的，因此單獨(dú)加入這種元素只能使A3點(diǎn)下降到一定限度，如單獨(dú)加入銅只能使A3點(diǎn)降低到835℃。http://www.qbdsc.cc/