1、精選優質文檔-傾情為你奉上鋼的時效時效條件 在日常生活中常發現，如低碳鋼板等材料經熱加工或冷加工后，在室溫放置一段時間，它的機械性能發生了變化，這種金屬材料的性能隨時間的延長而改變的現象稱為時效。時效往往使材料的性能變壞，在生產實際中應注意防止，但也可掌握其變化規律，使其在生產中加以利用。由于鋼材的化學成分不同，預先的熱加工或冷加工及使用溫度的不同，鋼的時效也有不同的表現。 鋼材經固溶處理后急冷至時效溫度時，合金元素將處于過飽和狀態，此時，如果合金元素仍具有擴散能力，那么隨著時間的延長，鋼材中的合金元素會從固溶體中脫落（或沉淀）致使材料的性能發生變化，這就叫做時效。

2、0;時效過程的定義：一切有關材料性能隨時間變化過程都統稱時效過程。 時效的條件： 1） 對合金元素具有一定的溶解度；2） 溶解度隨溫度的降低而減小； 3） 高溫固溶的合金元素，急冷后成為過飽和狀態；4） 在低溫狀態下，合金元素仍具有一定的擴散速度。 時效現象是一種由非平衡狀態向平衡狀態轉變的自發現象。如果固溶處理后以極緩慢的速度冷卻，以達到平衡狀態而又未經冷變形，這時時效現象就不會發生。          鋼的時效現象主要由鋼中的碳，氮間隙原子引起的。碳，

3、氮是鋼中間隙原子，間隙原子一般在室溫下都有一定的擴散能力，它們的溶解度都隨溫度的降低而減小，因此只要固溶處理后快冷使之造成過飽和狀態，就能夠產生時效現象。故此，時效現象可以分淬火時效和應變時效（形變時效、機械時效）。淬火時效是固溶體快速冷卻到某一個溫度導致的沉淀硬化。在該溫度下，第二相元素變成過飽和狀態。較高溫度和多次應用時發生沉淀，并導致屈服強度、拉伸強度和硬化的增加。 應變時效是塑性變形后某些材料中產生的一種現象。對低碳鋼板，應變時效導致不連續屈服的重現，屈服強度和硬度增加，韌性減少而拉伸強度無明顯變化。 時效引起的性能變化 由于材料發生時效，其性能將發生較大

4、的變化，主要有以下變化:1） 材料的硬度增加； 2） 鋼的強度（屈服強度增加、抗拉強度增加或不變），塑性和韌性（延伸率，斷面收縮比，抗沖擊功）降低； 3） 某些電學性能和物理性能也發生了變化，如使電阻降低，磁矯頑力提高等。 影響時效的因素 鋼中的碳、氮間隙原子是引起時效的基本元素，這些元素的原子在室溫下仍具有擴散能力，因此由于急冷造成的過飽和固溶體處于不平衡狀態時，必將引起時效現象。淬火時效主要靠碳，氮化物的彌散析出，而形變時效則是碳，氮原子在位錯附近的富集，對位錯起釘扎作用的結果。位錯的密度隨鋼材的化學成分，熱處理及冷變形

5、等因素而不同的。曾經有人計算過，當鋼中碳、氮的過飽和度達0.0001%以上時就會引起時效現象。鋼中的含碳量越高，固溶在-Fe 中的碳量也就越高，時效的效果也就越明顯。但當鋼中的含碳量大到在組織中出現滲碳體時，時效效果反而減小。實驗表明，當含碳量在0.25%左右時，時效后性能的變化最大。 氫原子由于擴散系數比較大，如果長時間放置也會從鋼中析出，這就是氫原子引起的時效現象。硼原子在鋼中即可是間隙型又可以是置換型，這對時效起抑制作用。氧原子對時效沒有太大的影響。研究指出，經鋁脫氧的鋼能起到減少鋼的時效敏感性的作用，并不在于鋁有很強的脫氧能力使鋼中的含氧量減少，而是在于鋁與氮之間有

6、很強的親和力，真正起作用的并不是與氧結合的鋁（酸不溶鋁），而是仍剩余鋼液中的鋁（酸溶鋁）。鋼中的鋁與氮會形成AlN，AlN 的溶解度也隨溫度的降低而減小。但是由于鋁的存在，與不含鋁時相比，氮在固溶體中的溶解度大大減小，所以鋁對抑制鋼的時效作用十分明顯。 除鋁外，合金元素鈦、釩、鉬、鈮、鉻、硅、錳、銅，砷和錫等合金元素都對鋼的時效有影響。 過時效 總之，時效過程是一種由非平衡狀態向平衡狀態轉變的自發現象，是碳，氮等間隙原子由于處于過飽和狀態，在低溫時靠擴散能力，從固溶體中脫落（或沉淀）致使材料的性能發生變化的過程。為了保證我們所要求帶鋼的各種性能，我們必須

7、采用相應的生產工藝措施，防止帶鋼時效現象的發生。這些相應的生產工藝措施就是所謂的過時效。 在連續退火爐中設置了過時效段，用于對一些有過時效要求的鋼種（如DQ-AK、DDQ-AK、DP 鋼、TRIP 鋼）進行時效處理，即在鋼種的過時效溫度范圍內，使帶鋼保持足夠的過時效時間，使碳、氮等間隙原子充分析出，但是它們的析出與普通低碳鋼的析出有很大的區別，主要是由于在這類鋼中同時添加了鋁、釩、鈮等合金元素，這部分元素會與氮形成穩定的氮化物同時析出，使鐵素體基體強化（稱為第二相的彌散硬化），并且使晶粒細化，使鋼的強度和韌性均能顯著提高，同時使較低溫度的時效現象受到抑制。如在鋁脫

8、氧的鎮靜鋼中，加入足夠數量的鋁，使它除去與氧結合外（鋁作為脫氧劑加入），還剩余相當數量（0.020.04）在固溶體中，利用這部分剩余的鋁來固定氮，即通過軋后緩冷或在700800保溫，使鋁與氮形成穩定的AlN，這樣就可以減弱甚至完全消除通常在較低溫度發生的時效現象。同時高度彌散的AlN 質點在1000以下（與鋁的濃度有關）能阻止奧氏體晶粒長大，使鋼成為本質細晶粒鋼。另外，由于合金元素的存在，固化了鋼中的碳、氮。使鋼在經過變形后，雖然出現了大量的位錯和空位缺陷，但沒有碳、氮的快速移位而形成柯氏氣團，從而降低了形變時效的產生。 時效的實際應用 汽車車身的部件，如前擋泥板，汽車頂板等，如果經冷沖壓加工而成，在低碳鋼板存在有物理屈服現象（在不增加應力時的屈服現象）的時候，由于局部的突然屈服，鋼板的形變就不均勻，結果在鋼板表面出現形變帶皺紋。為了避免產生這種缺陷，首先應設法消除物理屈服現象。實踐證明，經過退火的鋼板，在沖壓加工前進行小變形的軋制（0.8 -1.5%的變形量），可以消除物理屈服現象。但是，這種物理屈服現象的消除，只是暫時現象，如果經過一定時間的時效后，物理屈服現象又會重新出現。這說明形變時效對深沖鋼板是十分有害的。為了避免形變時效現象的產生，生產中采用以下的方法：