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合金元素与铁、碳的相互作用

合金元素加入钢中后，主要以三种形式存在钢中。即:与铁形成固溶体;与碳形成碳化物;在高合金钢中还可能形成金属间化合物。

1. 溶于铁中

几乎所有的合金元素(除Pb外)都可溶入铁中, 形成合金铁素体或合金奥氏体, 按其对α-Fe或γ-Fe的作用, 可将合金元素分为扩大奥氏体相区和缩小奥氏体相区两大类。

扩大γ相区的元素-亦称奥氏体稳定化元素, 主要是Mn、Ni、Co、C、N、Cu等, 它们使A3点(γ-Fe α-Fe的转变点)下降, A4点( γ-Fe的转变点)上升, 从而扩大γ-相的存在范围。其中Ni、Mn等加入到一定量后, 可使γ相区扩大到室温以下, 使α相区消失, 称为完全扩大γ相区元素。另外一些元素(如C、N、Cu等), 虽然扩大γ相区, 但不能扩大到室温, 故称之为部分扩大γ相区的元素。

缩小γ相区元素--亦称铁素体稳定化元素, 主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr等。它们使A3点上升, A4点下降(铬除外, 铬含量小于7%时, A3点下降; 大于7%后,A3点迅速上升), 从而缩小γ相区存在的范围, 使铁素体稳定区域扩大。按其作用不同可分为完全封闭γ相区的元素(如Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si等)和部分缩小γ相区的元素(如B、Nb、Zr等)。

2. 形成碳化物合金元素按其与钢中碳的亲和力的大小, 可分为碳化物形成元素和非碳化物形成元素两大类。

常见非碳化物形成元素有:Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。它们基本上都溶于铁素体和奥氏体中。常见碳化物形成元素有:Mn、Cr、W、V、Nb、Zr、Ti等(按形成的碳化物的稳定性程度由弱到强的次序排列)，它们在钢中一部分固溶于基体相中，一部分形成合金渗碳体, 含量高时可形成新的合金碳化合物。

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复合耐磨板可以通过激光加工成形，但在这过程中还是会有很多因素会影响复合耐磨板城激光成形的效果，包括输入的激光能量、弯曲件的几何尺寸和材料的性能等。它们之间存在着什么样的关系呢？

    在复合耐磨板的激光弯曲中，能量效应可用材料吸收的能量密度和吸收该能量所用的时间来表示；而能量密度又取决于材料对激光的吸收系数、激光输出功率及相对于弯曲件表面的焦距。实验证明，在输入总能量一定的前提下，大能量密度的输入、短时间的加热有利于增加复合耐磨板的弯曲角。

    其次，复合耐磨板的热物性和力学性能对激光弯曲的影响是较为复杂的，主要将涉及到材料的热膨胀系数、比热容系数、热扩散系数、屈服极限、弹性模量和硬化指数等参数。在同样的工艺条件下，复合耐磨板的比热和热导率越大，则成形工程中的温度梯度不明显，产生的弯曲角也就越小。

   另外，影响复合耐磨板激光弯曲角的几何尺寸因素还有弯曲件的宽度和复合耐磨板材厚度。在特定的工艺条件下，厚度的影响主要体现在弯曲角度上，厚度越大，所获得的弯曲角就越小。但是当厚度超过某一极限值时，复合耐磨板料将不产生任何塑性弯曲。