铬合金与模具钢的一些密不可分的联系（1）

众所周知模具钢是由多种合金元素组成，正是由于这些特殊的合金元素才能使得模具钢的性能那么优越，比如我们比较常见冷作模具钢DC53就是使用了铬合金元素，DC53里面铬的含量达到8%左右，这使得材料有着超高的韧性及硬度，所以我们这次来介绍一下铬合金的主要性能及元素的一下特质。
　　由于碳素钢的综介力学性能低，淬透性差，回火稳定性差，抗腐蚀性差，高温强度低，热硬性低、无特殊的电磁性能等缺点限制了它的应用。介金钢正是为了弥补碳素钢的缺点而发展起来的，在碳素钢的基础上有目的的加入各种介金元素所冶炼成的钢。
　　在合金钢中，经常加入的合金元素有:锰(Mn>0. 8%)、硅(8i>0. "%)、铬}Cr)、镍(Ni)、钨(Wu)、钼(Mo)、钛(Ti)、钒(v)、铝（AL）、铜(Cu)、硼(B)、铌(NI)及稀土元素(Re)等。铬是重要的介金化元素，几乎所有介金钢中都含有铬元素，铬以金属铬和铬铁形式加入钢中。本文主要以它为研究对象，综介分析其对钢材组织、金相、Fe-Fe3C相图的影响，从而揭示其改变介金钢力学性能及热处理工艺的原因与结果。
　　1 铬元素简介
　　分子式：Cr，分子量：51.996，电子排布：[Ar]3d54s1，银白色金属，纯铬有延展性，含杂质的铬硬而脆。密度为 7.20克/立方厘米，熔点 1857±20℃，沸点 2672℃，化合价+2、+3和+6。铬元素物理性能皆与铁相近。
　　2铬元素在合金钢中存在形态
　　2. 1铬元素与铁的相互作用
　　因纯Cr与a -Fe同为体心立方晶格，且与a -Fe原子半径和电子结构均相近，所以它们在室温下能够无限固溶;铬能溶入铁素体中，形成置换固溶体，又山于与a -Fe原子半径和电子结构的差异，必然引起铁素体晶格的畸变，产生固溶强化，使铁素体的强度、硬度提高，在铬含量毛2. 0%，在显著强化固溶铁素体的同时，仍能提高塑、韧性;但铬含量> 2. 0%，将降低固溶铁素体的塑、韧性。
　　2. 2铬元素与碳的相互作用
　　铬元素小是石墨化元素，也小是与碳结介力很强的碳化物形成元素(如认、钒等)，其与碳的结介能力中等。当铬含量少时，多形成铁、铬介金渗碳体(Fe , Cr ) 3C，当铬含量较高()5%)为中、高介金钢时，多与碳形成具有复杂晶格的类碳化物如:Crz3C6 v Cr;C3等。此类碳化物与具有简单晶格的T1C}UCv WzCv 1}OZC等第二类碳化物相比较，具有硬度、熔点相对较低，稳定性较差，加热时易溶解进入奥氏体中。
　　3铬元素对钢的相变的影响
　　3. 1铬元素对铁碳相图的影响
　　铬将使Fe-Fe3C相图中A1 19%后，将封闭Y相区，介金钢将小再随温度的改变而发生a一丫转变，从而保持为铁素体，常称为铁素体钢。工业用高硅变压器钢，高铬小锈钢等都属于铁素体钢。
　　3. 2铬元素对合金钢加热转变的影响
　　介金钢加热时的组织转变过程与碳钢基本相同，即包括奥氏体的形核与长大、碳化物的溶解、奥氏体的均匀化四个阶段。铬元素同大多数介金一样，会减慢奥氏体化过程。介金碳化物也使介金钢的临界点升高。因此介金钢与碳钢相比，奥氏体温度一般要高，保温时间也要较长。
　　3. 3铬元素对合金钢冷却转变的影响
　　大多数介金元素(除Co外)均增大过冷奥氏体的稳定性，使C曲线右移，临界冷却速度减小，提高钢的淬透性，而Cr常常用来作为一种提高淬透性的更主要的元素。大多数介金元素(除Co, A1外)，都将使介金钢的Ms,Mf点下降，从而使热处理后的介金钢中残余奥氏体量增多、硬度和疲劳强度降低，铬元素也如此。
　　3. 4铬元素对合金钢回火转变的影响
　　淬火后形成的马氏体，山于溶入进了铬等介金元素，使得Fe, C的扩散速度减慢，在回火过程中，减缓了马氏体的分解、残余奥氏体的分解以及碳化物的析出聚集的速度，并在这一过程形成了更高的温度，提高介金钢的回火稳定性。这一特性对许多介金钢具有重要的意义，对于介金结构钢而言，使相同的回火温度下的介金钢的硬度高于碳素钢;对于介金工具钢而言，高的回火稳定性使其表现出良好的热硬性。