2 GCr15钢的介绍
2.1 GCr15钢的化学成分
GCr15的化学成分见表2-1。
表2-1 GCr15化学成份
化学成份(质量分数)%
C Mn Si S P Cr Ni
0.95～1.05 0.25～0.45 0.15～0.35 ≤0.025 ≤0.025 1.40～1.65 ≤0.30
CGr15钢中含有较高的碳和铬含量。
2.1.1 铬元素的作用
铬的有益作用：具有许多有价值的性能：高硬度、高强度、屈服点、高的耐磨性而对塑性、韧性影响又不大，高的抗氧化性，耐蚀性，还能提高电阻和导磁率等等。
1) Cr是中等碳化物形成元素，在所有各种碳化物中，铬碳化物是最细小的一种，它可均匀地分布在钢体积中，所以具有高的强度、硬度、屈服点和高的耐磨性。由于它能使组织细化而又均分布，所以塑性、韧性也好，这对工具钢尤有价值。
2) Cr的碳化物也较难溶解，在短时间加热下有阻碍晶粒长大作用，长时间渗碳还会粗晶。所以可减小过热敏感效应。
3) Cr可使A 体分解速度减缓，降低淬火时的临界冷却速度，因而有助于M体形成和提高M体的稳定性，所以Cr钢均有优良的淬透性，且淬火变形较小。注意：Cr是铁素体形成元素，缩小γ区，所以在没A体化元素存在时，高Cr钢将呈铁素体组织。
4) Cr与W或Mo结合，能使淬火钢中残余奥氏体增加，而有助于获得需要粉碎程度的碳化物相。
5) Cr能大大提高结构钢的强度和塑性，这种影响在Cr与Ni结合的钢中尤其显著。如12CrNi3N等。
6) Cr≥12%时，有好的耐蚀性，再加8～9%的Ni，耐蚀性更会大大提高。Cr提高耐蚀能力的作用随含碳量增加而会有所降低，因为Cr与C结合后不起作用。
7) Cr≥25～30%时，有好抗氧化性。如Cr=27～28%即可作1300℃的热电偶温度计的防护罩，当Cr与Si、Al结合时，甚至Cr相当少而抗氧化性也很高。如Cr 6～10%+Si 2～3%就有高的耐热性和抗氧性。
8) Cr、Al结合(1Cr17Al5、Cr13Al4等)及Cr、Ni结合(如Cr15Ni60、Cr20Ni80等)均有很高的电阻。
9) Cr能提高钢的矫顽力和阻止钢的组织时效，所以Cr钢用于制造永久磁铁。
10) Cr价较低。
11) 因为Cr可形成稳定的碳化物，减缓碳的扩散和生成紧固的氧化皮膜，所以可降低脱碳作用。
12) 含Cr＞2.5%的多元素合金钢。(18Cr3MoWVA、20Cr3MoWVA等)是良好的抗氢蚀钢。
2.1.2 碳元素的作用
纯金属Fe的同素异构是热处理的相变基础，但是在材料的力学性能上提高不多。碳元素的引入使纯金属铁形成固溶体，获得固溶强化，适当的碳量还能形成合金化合物。在铁碳合金相图中的平衡组织。
含碳量对平衡状态下钢组织的力学性能的影响：当钢种含碳量低于0.9%(质量分数)时，随着含碳量得增加，钢的强度、硬度直线上升本文来自优*文)论'文`网，
毕业论文 www.youerw.com 加7位QQ324~9114找原文，塑性、韧性不断下降；当含碳量大于0.9%时，由于出现二次碳化物网，钢的塑性、韧性进一步降低，同时强度也明显下降。所以实际用的钢种，为了保证足够的强度和一定的塑性、韧性，含碳量一般不超过1.3%～1.4%。
铁碳合金基体的淬火硬度主要来自于碳的固溶强化作用。
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