合金元素钴、锰、碳、氮在耐热钢中的作用

1 钴 ：钴在奥氏体型耐热钢中的作用与镍的作用类似，扩大γ-Fe相区。钴在钢中的另一作用是能起到淬火时减缓应力和晶格畸变的作用。在无析出相的均匀固溶体中，钴固溶到奥氏体中，增强了固溶体晶格的结合能，从而提高了钢的热强性。此外，耐热钢中含钴的重要作用是配合钢中所含其他合金元素起到弥散析出强化作用而提高钢的热强性。此时，钴减慢固溶到γ相中的复杂碳化物的析出过程，并改变了含钴碳化物的特征。含钴耐热钢的另一特性是钴有助于钢的形变热处理，在形变热处理后含钴钢的强化作用比不含钴的钢要高50℃。在铬镍奥氏体型耐热钢中加钴对提高该钢的耐高温腐蚀性能是有利的。钴是一种稀有而昂贵的金属，应当节约使用。

2 锰： 锰是良好的脱氧剂和脱硫剂。锰能消除或减弱钢因硫所引起的热脆性，从而改善钢的热加工性能。锰和铁形成固溶体，提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度；锰同时又是碳化物形成元素，进人渗碳体中取代一部分铁原子。锰在钢中由于降低临界转变温度，起到细化珠光体的作用，也间接地起到提高珠光体钢强度的作用。锰扩大铁碳平衡相图中的γ相区，它使钢形成和稳定奥氏体组织的能力仅次于镍，以锰代镍的耐热钢，有广泛的用途。锰对钢的高温瞬时强度虽有所提高，但对持久强度和蠕变强度则没有什么显著的作用。

3 碳 ：碳是钢中不可缺少的元袭。碳在钢中既扩大γ相区，卫是高强度的碳化物的组成元素。碳在钢中的强化作用与它所形成的碳化物的成分和结构有着密切的关系，其强化作用也与温度有关。随着温度的升高，由于碳化物的聚集，强化作用有所下降。钢中碳含量增加，会降低钢的塑性和可焊性。因此，除强度要求较高的钢种外，般奥氏体型耐热钢中的碳含量都控制在较低的范围内。

4 氮 ：氮作为合金化元素在奥氏体型耐热钢中的作用与碳有些类似。氮能扩人γ相区，对奥氏体的稳定作用比碳还强烈。它能与奥氏体型耐热钢中的其他合金元素(如钛、钒等)形成特殊的氮化物，因此影响到钢的晶粒度和淬透性。在含碳的合金钢中，氮提高了淬透性，降低了过热的敏感性，同时增强了碳化物的稳定性，一般在奥氏体型耐热钢中氮含量控制在0.1％～0.2％之间。在铬镍奥氏体型耐热钢中含氮可提高钢的热强性，几乎对脆性无影响。其原因可能是由于析出弥散的氮化物所致。