第1章 钢的合金化概论

本章主要内容 ◆ 合金元素与铁的相互作用 ◆ 合金钢中的相组成 ◆ 合金元素在钢中的分布及偏聚 ◆ 合金钢中的相变 ◆ 合金元素对钢强韧化的影响 ◆ 合金元素对钢工艺性能的影响 ◆ 微量元素在钢中的作用 ◆ 合金钢的分类与编号 2

1.2 合金钢中的相组成 3

1.2 合金钢中的相组成 Me 溶解度 1.2.1 铁基固溶体 （1）置换固溶体 合金元素在铁中的溶解度 Ti V Cr Mn Co Ni Cu C N 溶解度 α-Fe ~7 (1340℃) 无限 ~3 76 10 0.2 0.02 0.1 γ-Fe 0.68 ~1.4 12.8 8.5 2.06 2.8 注：有些元素的固溶度与C量有关（如Cr） 不同合金元素的固溶情况是不同的，为什么？ 简单地说：与其点阵类型、电子结构、原子半径有关，即在元素周期表中的位置有关。

常用合金元素点阵结构、电子结构和原子半径 第四周期 Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu 点阵结构 bcc bcc/fcc fcc/hcp fcc 电子结构 2 3 5 6 7 8 10 原子半径 /nm 0.145 0.136 0.128 0.131 0.127 0.126 0.124 △R，℅ 14.2 7.1 0.8 3.1 - 2.4 注：1、电子结构是3d层电子数；2、原子半径是配位数12的数值 3、△R是合金元素与Fe的原子半径相对差值

结 论 （1）Ni、Mn、Co与γ-Fe的点阵结构、原子半径 和电子结构相似——无限固溶； （2）Cr、V与α-Fe的点阵结构、原子半径和电子 结构相似——无限固溶； 结 论 （3）Cu和γ-Fe点阵结构、原子半径相近，但电 子结构差别大——有限固溶； （4）原子半径对溶解度影响：ΔR≤±8%，可 形成无限固溶体；≤±15%，形成有限固溶体； >±15%，溶解度极小。

点阵结构、原子半径、电子结构无限固溶必须使这些因素相似 合金元素的固溶规律， 即Hume-Rothery （休姆－罗瑟里）规律 决定组元在置换固溶体中的溶解度因素是： 点阵结构、原子半径、电子结构无限固溶必须使这些因素相似

溶剂金属点阵结构：同一溶剂金属点阵结构不同，溶解度不同，如 γ-Fe与α-Fe 1.2.1 铁基固溶体 （2） 间隙固溶体 ① 有限固溶 C、N、B、O等 溶剂金属点阵结构：同一溶剂金属点阵结构不同，溶解度不同，如 γ-Fe与α-Fe ②溶解度 溶质原子大小：r↓，溶解↑。N的溶解度比C大 ：RN=0.071nm， RC=0.077nm ③间隙位置 优先占据有利间隙位置——畸变为最小。 对α-Fe为八面体间隙，对γ-Fe为八面体或四面体间隙 间隙位置总是没有被填满——最小自由能原理 。

1.2 合金钢中的相组成 1.2.2 钢中的碳化物 （用K表示） （1）一般特点 K的类型、大小、形状和分布对钢的性能有重要影响 碳化物具有金属键和共价键的特点，以金属键占优。

1.2.2 钢中的碳化物 （2）碳化物的结构 过渡族金属K中，M原子和C原子可形成简单点阵或复杂点阵结构，M处于点阵结点上，而较小的C处于点阵的间隙位置 若间隙足于容纳C原子时,K可形成简单点阵结构 若间隙不足于容纳C原子时,K就形成复杂点阵结构 因此过渡族金属的原子半径(γM)和碳原子半径(γC)的比值(γC/γM)决定了K是形成简单密排结构还是复杂结构。

γC/γM值 1、当γC/γM <0.59时，形成简单点阵K（MC、M2C） (1)形成NaCl型简单立方点阵的碳化物 如VC、NbC、TiC、ZrC等，这种MC相不具备严格的化学计算成分和化学式，一般形式是MC，其中0.5≤C≤1。 K中C浓度↓，使K硬度↓ (2)形成六方点阵的碳化物 如Mo2C、W2C、MoC、WC。

M量少时，可形成复合K，如(Cr,M）23C6型 γC/γM值 2、当γC/γM >0.59, 形成复杂点阵碳化物 (1)复杂立方点阵（M23C6、M6C） 如Cr23C6, Mn23C6, Fe3W3C, Fe3Mo3C，Fe4W2C (2)复杂六方点阵（M7C3） 如Cr7C3，Mn7C3； (3)正交晶系点阵（M3C） 如Fe3C，Mn3C。 M量少时，可形成复合K，如(Cr,M）23C6型

MC：VC、TiC、NbC，一般为简单面心立方点阵 钢中常见的六种碳化物类型： MC：VC、TiC、NbC，一般为简单面心立方点阵 M2C：例Mo2C、W2C，密排六方点阵； M3C：渗碳体、Fe3C，复杂正交点阵； M7C3：例Cr7C3，复杂六方点阵 ； M23C6：例Cr23C6，复杂立方点阵； M6C：不是一种金属K，复杂立方点阵。 如： Fe3W3C, Fe3Mo3C，Fe4W2C K也有空位存在；可形成复合K，如(Cr,Fe,Mo，……）7C3

(Cr,Fe)7C3 (Cr,Fe)7C3 HT250等离子喷焊Fe基合金 HT250等离子熔覆Fe基合金

简单点阵结构K： MC 、 M2C。又称间隙相。 特点：硬度高，熔点高，稳定性好。 复杂点阵结构K：M23C6 、M7C3 、M3C。 特点：硬度较低，熔点较低，稳定性较差。 M6C 型属于多元复合碳化物，复杂点阵结构， 性能特点：接近简单点阵结构K。

1.2.2 钢中的碳化物 （3）碳化物的稳定性 钢中各种K的相对稳定性，对于K的形成和转变、溶解、 析出和聚集、长大有着极大的影响。 K在钢中的相对稳定性取决于M与C的亲和力的大小， 即取决于M的d层电子数。 M的d层电子数↓，与C的亲和力↑，析出的K越稳定。

与碳的亲和力钛>钒>铬>锰,而钴和镍的3d层电子数比铁多， 与碳的亲和力比铁弱，故在钢中不形成碳化物。 1.2.2 钢中的碳化物 （3）碳化物的稳定性 部分合金元素的d层电子数 从第四周期看： 与碳的亲和力钛>钒>铬>锰,而钴和镍的3d层电子数比铁多， 与碳的亲和力比铁弱，故在钢中不形成碳化物。

Hf > Zr > Ti > Ta > Nb > V > W > Mo > Cr > 1.2.2 钢中的碳化物 （3）碳化物的稳定性 在钢中碳化物的相对稳定性顺序如下： Hf > Zr > Ti > Ta > Nb > V > W > Mo > Cr > Mn > Fe > Co > Ni 铪、锆、钛、钽、铌、钒是强碳化物形成元素， 形成最稳定的MC型碳化物； 钨、钼、铬是中等强碳化物形成元素； 锰、铁是弱碳化物形成元素。

1.2.2 钢中的碳化物 （3）碳化物的稳定性 合金K在钢中的行为与其自身的稳定性有关：， 强碳化物形成元素所形成的K稳定性高，溶解温度高 溶解速度慢,析出和聚集长大速度慢。 弱碳化物形成元素所形成的K稳定性低， 很容易溶解和析出，并有较大的聚集长大速度。 MC型在1000℃以上才开始溶解；回火时，在500~700℃才析出，并且不易长大，产生“二次硬化”效果。这在高合金钢中是很重要的强化方法。

1.2.2 钢中的碳化物 （3）碳化物的稳定性 各种Me的溶入影响了K本身的稳定性。 强K形成元素溶解于弱K中，可提高弱K的稳定性； 反之，则降低强K的稳定性。 溶入强者，使K稳定性↑；溶入弱者，使K稳定性↓

1.2.2 钢中的碳化物 （3）碳化物的稳定性 K形成元素中，强者将优先与C结合，随C↑，依次形成K如：在含Cr、W钢中，随C↑，依次形成M6C，Cr23C6 ，Cr7C3 , Fe3C。 如果钢中C量有限，则弱的K形成元素溶入固溶体。 如：在低碳含量Cr、V的钢中，大部分Cr固溶在基体中。

1.2.2 钢中的碳化物 （3）碳化物的稳定性 碳化物的稳定性

1.2.2 钢中的碳化物 （4）碳化物的相互溶解 钢中往往同时存在着多种K形成元素，在一种K中可溶解 其它元素，形成含有多种合金元素的复合碳化物。 各种K之间可以完全溶解或部分溶解。 影响不同类型碳化物溶解度的因素是： (1)碳化物的点阵类型； (2)合金元素的尺寸因素； (3)合金元素的电化学因素。

1.2.2 钢中的碳化物 （4）碳化物的相互溶解 完全互溶：各种K点阵类型相同，原子尺寸、电化学因素 相似，这些K能够完全互溶，（即K中的金属原子可以任意 彼此互相置换） 例如： (1)Mn3C - Fe3C -(Fe,Mn)3C (2)VC - TaC - NbC - ( V,Nb,Ta)C ； (3)Mo2C - W2C (4)Fe3W3C - Fe3Mo3C - Fe3(W,Mo)3C

1.2.2 钢中的碳化物 （4）碳化物的相互溶解 有限溶解：一般K都能溶解其它合金元素，形成复合K。 例如: (1)Fe3C中可溶解<28%Cr, <14%Mo, <2%W, <3%V, 形成合金渗碳体 (2)(Fe,Cr)3C中Cr%＞28%，则合金渗碳体转变成以Cr为主的 (Cr,Fe)7C3。 (3) Cr23C6 → (Cr,Fe,Ni,Mn,W,Mo)23C6 (4) W2C→W0.5Cr1.5C

1.2.3 钢中的氮化物 由于冶炼时，钢液吸收大气中的氮，会在钢中形成铁 或其它合金元素的氮化物。 氮化物一般都是间隙相，以金属键占优，具有高硬度 和脆性、高熔点，对钢的性能有明显的影响。

1.2.3 钢中的氮化物 N比C原子小，γN/γm＜0.59，所以氮化物都呈简单密排结构 例如： (1)  NaCl型简单立方点阵 TiN，VN，CrN，Fe4N（γ'）等 (2)  简单密排立方点阵 WN，MoN，Cr2N，Fe2-3N（ε）等 氮化物的稳定性和氮化物之间的溶解与碳化物相类似。

合金钢中合金元素之间以及合金元素与铁之间产生相 互作用，可能形成各种金属间化合物（Cr46Fe54 、Ni3Al）。 1.2.4 钢中的金属间化合物 合金钢中合金元素之间以及合金元素与铁之间产生相 互作用，可能形成各种金属间化合物（Cr46Fe54 、Ni3Al）。 金属间化合物尽管都是金属元素，但电负性不同，有 离子化倾向，金属键、离子键共存，比例视电负性差而异。 保持着金属的特点，但不具有金属特有的塑性，往往 很脆。对奥氏体不锈钢、马氏体时效钢、耐热钢和许多高 温合金的强化有较大的影响。

1.2.4 钢中的金属间化合物 一、σ相 在低碳的高铬不锈钢、铬镍奥氏体不锈钢及耐热钢中都出现σ相。 例如：Cr46Fe54 σ相具有较高的硬度(HRC68以上)，常常沿晶界分布，故引起很大的脆性，并可能促进晶间腐蚀。 在铬镍钢中伴随着σ相的出现，钢的塑性和韧性显著下降，脆性增加。

1.2.4 钢中的金属间化合物 二、AB2相(拉弗斯相) 在含钨、钼、铌、钛复杂成分的耐热钢中均出现AB2相。 例如：Fe2Mo、Fe2W, (W,Mo,Nb)(Fe,Ni,Mn,Cr) 2复杂相。 AB2相是现代耐热钢中的一个强化相，由于具有较高的稳定性，可使钢长时间持久强度保持在较高的水平。 三、AB3相(有序相) 这类有序相是介于无序固溶体和化合物之间的过渡状态。 例如：Ni3Al、Ni3Ti，Fe3Al, 等。 AB3是耐热钢和耐热合金中重要的强化相. 如：17-7PH (0Cr17Ni7Al)

1.2.4 钢中的金属间化合物 四、A6B7相 例如：Fe7Mo6、Fe7W6 当形成金属间化合物的元素属于碳化物形成元素时，一般先形成碳化物，当Me含量超过碳化物含量之后才形成金属间化合物。

一般都不具有金属性或者金属性极弱。在钢中， 这些非金属相称为非金属夹杂物。 1.2.5 非金属相 铁及合金生成的氧化物、硫化物、硅酸盐等 一般都不具有金属性或者金属性极弱。在钢中， 这些非金属相称为非金属夹杂物。

第五节 非金属相 1.2.5 非金属相 一、氧化物 简单氧化物，如FeO，MnO，TiO2，Al2O3，SiO2等。 第五节 非金属相 1.2.5 非金属相 一、氧化物 简单氧化物，如FeO，MnO，TiO2，Al2O3，SiO2等。 复杂氧化物，如MgO·Al2O3，MnO·Al2O3等。 氧化物的特点：脆，易断裂，一般无塑性。这些氧化物 在钢材轧制或锻造后，沿加工方向呈链状分布。

第五节 非金属相 1.2.5 非金属相 二、硫化物 如MnS，FeS。 硫化物一般有较高的可塑性，热加工后会伸长。 第五节 非金属相 1.2.5 非金属相 二、硫化物 如MnS，FeS。 硫化物一般有较高的可塑性，热加工后会伸长。 FeS（1190℃）与γ-Fe形成熔点更低（989℃）的共晶体， FeS以离异共晶形式存在，引起热脆。

第五节 非金属相 1.2.5 非金属相 三、硅酸盐 易变形的硅酸盐(Mn,Fe)SiO2，加工后呈线段状。定量评级时以硫化物来评级； 第五节 非金属相 1.2.5 非金属相 三、硅酸盐 易变形的硅酸盐(Mn,Fe)SiO2，加工后呈线段状。定量评级时以硫化物来评级； 不易变形的硅酸盐FeO·Al2O3，加工后呈链状。定量评级时以氧化物来评级； 不变形的硅酸盐，以点（球）状形式存在。

第五节 非金属相 1.2.5 非金属相 钢中存在氧化物、硫化物、硅酸盐这类非金属夹杂物会增加各向异性，引起塑、韧性下降，影响淬透性，并易开裂。因此，非金属夹杂一般都是有害的（除易切削钢）。

第六节 钢的冶金质量 钢的冶金质量：钢材在冶炼、铸造、轧制工艺过程中所控制的质量称钢的冶金质量。 第六节 钢的冶金质量 1.2.6 钢的冶金质量 钢的冶金质量：钢材在冶炼、铸造、轧制工艺过程中所控制的质量称钢的冶金质量。 通常用化学分析、低倍（宏观）分析、高倍分析、断口分析来分析钢的冶金质量。

第六节 钢的冶金质量 1.2.6 钢的冶金质量 一、钢的低倍缺陷（GB/T 1979-2001，结构钢低倍组织缺陷评级图） 1、 疏松 第六节 钢的冶金质量 1.2.6 钢的冶金质量 一、钢的低倍缺陷（GB/T 1979-2001，结构钢低倍组织缺陷评级图） 1、 疏松 特征：组织不致密，在酸浸试片上，呈分散的小空隙和暗色的小圆点，分一般疏松和中心疏松。 原因：钢液以树枝状结晶，枝晶间富集杂质的低熔点钢液最后凝固时产生的收缩；同时脱溶气体逸出而造成孔隙。

第六节 钢的冶金质量 1.2.6 钢的冶金质量 一、钢的低倍缺陷 2、残余缩孔 特征：在酸浸试片的中心区域呈不规则的折皱裂缝或空洞。 第六节 钢的冶金质量 1.2.6 钢的冶金质量 一、钢的低倍缺陷 2、残余缩孔 特征：在酸浸试片的中心区域呈不规则的折皱裂缝或空洞。 原因：钢液在凝固时发生体积集中收缩而产生的缩孔并在热加工时因切除不尽而部分残留。

第六节 钢的冶金质量 1.2.6 钢的冶金质量 一、钢的低倍缺陷 3、偏析：钢中化学成分不均匀 （1）锭型偏析（方框形偏析） 第六节 钢的冶金质量 1.2.6 钢的冶金质量 一、钢的低倍缺陷 3、偏析：钢中化学成分不均匀 （1）锭型偏析（方框形偏析） 特征：在酸浸试片上呈腐蚀较深的，并由暗点和空隙组成的，与原锭型横截面形状相似的框带，一般为方形。 原因：在钢锭结晶过程中柱状晶区与中心等轴晶区交界处的成分偏析和杂质聚集所致。

第六节 钢的冶金质量 1.2.6 钢的冶金质量 一、钢的低倍缺陷 纯金属结晶过程示意图 第六节 钢的冶金质量 1.2.6 钢的冶金质量 一、钢的低倍缺陷 纯金属结晶过程示意图 合金钢中该缺陷出现率比碳钢高,是允许缺陷,严重时会影响塑韧性。 《小轴淬火弧形开裂原因分析》--方框形偏析造成弧形开裂

一、钢的低倍缺陷 1.2.6 钢的冶金质量 一、钢的低倍缺陷 3、偏析：钢中化学成分不均匀 （1）锭型偏析（方框形偏析） （2）斑点状偏析 1.2.6 钢的冶金质量 一、钢的低倍缺陷 一、钢的低倍缺陷 3、偏析：钢中化学成分不均匀 （1）锭型偏析（方框形偏析） （2）斑点状偏析 特征：在酸浸试片上呈不同形状和大小的暗色斑点。当斑点分散分布在整个截面时称为一般斑点状偏析；当斑点存在于试片边缘时称为边缘斑点状偏析。 原因：一般认为结晶条件不良，钢液在结晶过程中冷却较慢产生的成分偏析。

第六节 钢的冶金质量 1.2.6 钢的冶金质量 一、钢的低倍缺陷 4、气泡 皮下气泡： 第六节 钢的冶金质量 1.2.6 钢的冶金质量 一、钢的低倍缺陷 4、气泡 皮下气泡： 特征：在酸浸试片上，于钢材（坯）的皮下呈分散或成簇分布的细长裂缝或随圆形气孔。细长裂缝多数垂直于钢材（坯）的表面。 原因：由于钢锭模内壁清理不良和保护渣不干燥等原因造成。

第六节 钢的冶金质量 1.2.6 钢的冶金质量 一、钢的低倍缺陷 4、气泡 内部气泡： 第六节 钢的冶金质量 1.2.6 钢的冶金质量 一、钢的低倍缺陷 4、气泡 内部气泡： 特征：在酸浸试片上呈直线或弯曲状的长度不等的裂缝，其内壁较为光滑，有的伴有微小可见夹杂物。 原因：由于钢中含有较多气体所致。

1.2.6 钢的冶金质量 一、钢的低倍缺陷 5、非金属夹杂物（目视可见的）及夹渣 特征：在酸浸试片上呈不同形状和颜色的颗粒。 原因：冶炼或浇注系统的耐火材料或脏物进入并留在钢液中所致。

1.2.6 钢的冶金质量 一、钢的低倍缺陷 6、白点：钢中的内裂纹 特征：横向看：呈直、弯的裂纹； 纵向看：呈银白色的圆形 或椭圆形斑点。 1.2.6 钢的冶金质量 一、钢的低倍缺陷 6、白点：钢中的内裂纹 特征：横向看：呈直、弯的裂纹； 纵向看：呈银白色的圆形 或椭圆形斑点。 原因：钢中存在氢时,当钢件直径大，冷却速度较快时,氢原子来不及析出结合成氢分子，不断聚集产生很高的压力（留在固溶体中的氢则增加钢的脆性，称为氢脆）超过钢的抗拉强度时将生成裂纹。 《贮气罐产品焊接试板冷弯试样断裂原因分析》—氢致白点造成冷弯试样断裂

1.2.6 钢的冶金质量 二、钢的高倍缺陷 1、带状组织： 原因：C的不均匀分布造成偏析，在热加工时，F和P沿压延方向交替成层分布。 危害：机加工光洁度差，渗C不均匀，热处理易变形且硬度不均。 用正火改善； 合金元素的偏析引起的带状组织需扩散退火改善。

第六节 钢的冶金质量 1.2.6 钢的冶金质量 二、钢的高倍缺陷 2、液析： 结晶时直接析出一次碳化物。 第六节 钢的冶金质量 1.2.6 钢的冶金质量 二、钢的高倍缺陷 2、液析： 结晶时直接析出一次碳化物。 原因：高碳高合金钢碳化物偏析而造成的。 高温扩散退火改善

1.2.6 钢的冶金质量 二、钢的高倍缺陷 3、非金属夹杂 非金属相（氧化物，硫化物，硅酸盐) 用真空冶炼、电渣重熔来改善。

1.2.6 钢的冶金质量 三、合金钢断口 1、纤维状断口 特征：断口无金属光泽，无结晶颗粒，呈暗灰色，有明显的塑性变形。 正常断口，为晶内韧性断口。

1.2.6 钢的冶金质量 三、合金钢断口 2、结晶状断口 特征：有金属光泽和明显的结晶颗粒，断口齐平，呈亮灰色。 穿晶,脆性断口。

1.2.6 钢的冶金质量 三、合金钢断口 3、瓷状断口： 特征：呈亮灰色，致密，具有绸缎光泽，类似细瓷片断口 正常断口，为高碳钢淬火后的断口。

1.2.6 钢的冶金质量 三、合金钢断口 4、萘状断口： 特征：呈弱金属光泽的亮点或小平面，由于各个晶面位向不同，这些亮点或小平面闪耀着萘晶体般的光泽。 原因：萘状断口的形成是重复淬火使奥氏体粗化、晶粒合并引起的。通常降低钢的冲击韧性，可用热处理重结晶方法予以消除。 脆性穿晶断口，类似萘晶。 W18Cr4V萘状断口

小 结 1、合金钢中有哪几种相？铁基间隙固溶体的间隙元素有哪些？哪些元素与铁可形成无限置换固溶体？ 小 结 1、合金钢中有哪几种相？铁基间隙固溶体的间隙元素有哪些？哪些元素与铁可形成无限置换固溶体？ 2、碳化物的结合键特点是什么？碳化物的结构主要有哪两种？取决于什么因素？碳化物在钢中的相对稳定性取决于什么因素？强碳化物形成元素、中等强碳化物形成元素、弱碳化物形成元素各是什么？碳化物可相互溶解。氮化物都呈简单密排结构。 3、钢中常见的六种碳化物类型，并举例说明。

4、金属间化合物有哪些？性能特点如何？对奥氏体不锈钢、马氏体时效钢和许多高温合金的强化有较大的影响。 5、非金属相主要有氧化物、硫化物、硅酸盐，性能特点和分布如何？ 6、钢的冶金质量指什么？如何分析？钢的低倍缺陷 指哪几类？钢的高倍缺陷指哪几类？合金钢的纤维状断口和结晶状断口特征如何？

1.3 Me在钢中的分布及偏聚 1.3.1 Me在钢中的分布 一、合金元素在钢中的存在形式 （1）溶入F、A或 M，作为固溶体的溶质原子存在； （2）形成强化相，如形成碳化物、氮化物或合金碳化物、形成金属 间化合物 （3）形成非金属夹杂物， 如与O、N、S作用形成氧化物、氮化物、 硫化物或硅酸盐类夹杂物； （4）以自由状态存在，如Pb、Cu等，当其含量超过其溶解度后 以游离态呈细小分散的颗粒形式存在于钢中。

1.3 Me在钢中的的分布及偏聚 1.3.1 Me在钢中的分布 二、Me在不同热处理状态下的分布 1、退火态与正火态 非K形成元素绝大多数固溶于基体中，而K形成元素视C和本身量多少而定。优先形成K，余量溶入基体。 2、淬火态 Me的分布与淬火工艺有关。溶入A体的元素淬火后存在于M、B中或AR中；未溶者仍在K中。 3、回火态 低温回火，Me不发生重新分布；> 400℃，Me开始重新分布，非K形成元素仍然留在基体中，K形成元素逐步进入析出的K中，其程度决定于回火温度和时间。

1.3 Me在钢中的的分布及偏聚 1.3.2 Me在钢中的偏聚 偏聚现象 Me在缺陷处产生偏聚 → 使偏聚Me在缺陷处的浓度↑> 基体平均浓度。这种现象称为内吸附现象。 偏聚现象对钢的组织和性能产生了较大影响，晶界扩散、晶界断裂、晶界腐蚀、相变形核等都与此有关。

1.3 Me在钢中的的分布及偏聚 1.3.2 Me在钢中的偏聚 Me + ≡ ：溶质原子在层错附近吸附形成铃木气团； P、Sn在晶界偏聚产生如回火脆性； C 原子在晶界或缺陷处偏聚，产生浓度起伏，有利于晶界形核 Me在位错附近偏聚： Me + ⊥：溶质原子在刃型位错处吸附形成Cottrell气团； Me + ≡ ：溶质原子在层错附近吸附形成铃木气团； Me + O ：溶质原子在螺型位错处吸附形成Snoek气团。 板条M中，C原子主要偏聚在位错中，使其强韧性较好。

结构学：缺陷处原子排列疏松，不规则，溶质原子容易存在； 能量学：溶质原子在缺陷处的偏聚，使系统 自由能↓，符合自然界最小自由能原理。 偏聚机理 热力学：该过程是自发进行的，其驱动力是溶质原子在缺陷处和晶内处的畸变能之差。

影响因素 缺陷处溶质浓度 温度T：T↓，内吸附强烈； 时间t：偏聚需要原子扩散→需要一定时间； 缺陷本身：缺陷越混乱，E↑，吸附也越强烈。 其它元素：①间接作用。B钢中，B优先在晶界吸附，↓C在晶界吸附→ 晶界P形核率↓ → ↑淬透性。 ②直接作用。影响吸附元素D →影响吸附过程 如：Mn，↑DP，使磷扩散加快，促进钢的回火脆性； Mo，↓DP，是消除或减轻回火脆性的有效元素 点阵类型：bcc点阵内吸附较fcc强烈。

小 结 ◆合金元素在钢中的存在形式 （1）溶入F、A或M，作为固溶体的溶质原子存在； （2）形成强化相，如形成碳化物、氮化物或合金碳化物、 小 结 ◆合金元素在钢中的存在形式 （1）溶入F、A或M，作为固溶体的溶质原子存在； （2）形成强化相，如形成碳化物、氮化物或合金碳化物、 形成金属间化合物 （3）形成非金属夹杂物， 如与O、N、S作用形成氧化物、 氮化物、硫化物或硅酸盐类夹杂物； （4）以自由状态存在，如Pb、Cu等，当其含量超过其溶 解度后以游离态呈细小分散的颗粒形式存在于钢中。