化学成分对晶粒度是怎么影响的？

Question

化学成分对晶粒度是怎么影响的？ 同样的材料~~~同样的工艺~~~只是碳含量和几个合金含量稍有差异~~发现晶粒度稍微不同~~~~ 哪些成分对晶粒度的大小有影响？ []

Answer 1

理论上当钢中含有能形成难熔化合物的合金元素，如Ti、Zr、V、Al、Nb、Ta等时，会强烈阻碍奥氏体晶粒长大，并使奥氏体粗化温度升高；对不形成化合物的合金元素，如Si、Ni、Cu则影响不大；而Mn、P、S、N等元素溶入奥氏体后，削弱γ-Fe原子间的结合力，加速铁原子的自扩散，会促进奥氏体晶粒长大。

Answer 2

晶粒度不仅与原材料的化学成分、还与冶炼工艺及锻造工艺有关。例如，当钢中的残留铝含量超过0.015%时，钢的本质晶粒度一般为5～8级，当钢中残留的铝含量低于0.015%时，钢的奥氏体晶粒将迅速粗化。同一钢种的电渣重熔钢比电炉钢的过热温度低，晶粒容易粗化，这是由于前者夹杂物少，在电渣重熔过程中细化晶粒元素易被烧损的缘故。对于电渣钢棒材，有时由于锻前加热温度不够高，钢中A1N固溶不充分；终锻温度过高，锻后冷却较慢，使A1N在锻后冷却过程中很容易析出，并在锻后预备热处理过程发生聚集，从而减弱对晶粒长大的阻碍作用，引起锻件本质晶粒度不合格。

Answer 3

元素Al、Ti、V、Nb等可以起到细化晶粒的作用，Al以形成弥散状氧化铝颗粒，起到阻止晶界迁移的作用；钢中的强碳氧化物形成元素，如Ti、V、Nb等均可以起到细化晶粒的目的，V和Nb的碳化物加热温度达到1200度以上才大量溶解到奥氏体中，碳化钒加热到1500度才大量溶解，因此在加热的不同阶段起到了阻止奥氏体晶粒长大的作用；另外一个方面，钢中的Al、Ti、V、Nb只要在加热时固溶到奥氏体中，就能增强奥氏体的过冷能力，从而产生细的铁素体晶粒和细珠光体。

Answer 4

合金元素有促进晶粒长大的也有阻碍晶粒长大的