17-4PH钢在等时回火过程中组织和性能的研究(5)
Mn： 高的Mn/C比对提高钢的屈服强度和冲击韧性有好处。锰能降低γ→α 转变温度；有利于针状铁素体的形核；在加热过程中可增大碳-氮化物形成元素在γ-Fe中的溶解度，从而增加了铁素体中碳化物的弥散析出量。
Si： 多数低合金高强度钢不用硅合金化，但在热轧铁素体-马氏体多相钢中，硅是不可缺少的添加元素，可提高钢的抗回火稳定性。
Cr： 除了增加淬透性外，在钢中部分溶于铁素体，部分溶于渗碳体，对钢强度稍有提高[12]。
Mo： 含钼钢（～0.15%Mo）有较高的强度，比传统的铁素体－珠光体钢又有较高的韧性。钼对钢在冷却过程中珠光体转变有抑制作用。
Ni： 非碳化物形成元素，是一种固溶强化元素,由于Ni不从组织中析出。因而降低了相变的温度，最终细化了晶粒，不但提高了强度，同时改善了韧性。但是Ni在钢锭(坯)加热过程中易产生比较严重的氧化铁皮，影响钢的表面质量，因此综合考虑强度和韧性，Ni应适当控制。
稀土元素(RE)： 微量(0.001%左右)稀土金属,不影响钢的强度。其主要作用是脱硫，它又是最有效的硫化物形态控制元素，减小韧性的各向异性，防止钢的层状撕裂。
1.2.3. 细晶强化
在各种强化手段中，细化晶粒是唯一可以提高材料的强度，同时又可以改善材料塑性和韧性的有效途径。对于低合金高强度钢，先通过提高加热温度，让Nb、V、Ti等全部或绝大部分固溶于奥氏体中，然后通过两阶段控轧，即在再结晶区控轧及非再结晶区控轧。未溶的元素直接钉扎晶界，阻止奥氏体晶粒长大；而固溶于奥氏体中的合金元素在快冷及控制轧制、控制冷却过程中以细小弥散第二相粒子沿着奥氏体晶内或晶界、亚晶界处析出。这些第二相粒子一方面提供了大量形核的核心，以利于形核；另一方面通过对晶界产生的钉扎，在再加热过程中阻止奥氏体晶粒的长大，在再结晶控轧过程中阻止形变奥氏体的再结晶，延缓再结晶奥氏体晶粒的长大。在弥散第二相粒子对晶界有足够的钉扎力以阻止奥氏体晶粒长大方面，Ti的作用最强，Nb次之，而V最弱。
由金属学知识可知，晶粒大小与材料屈服强度之间遵循所谓的Hall-Petch关系。钢的屈服强度与晶粒直径平方根的倒数成线性关系，在相同条件下，晶粒越细小，强度越大。同时，细化晶粒可以提高韧性，也就是使裂纹不易形成和扩展。细化晶粒可使钢中的裂纹不易产生也不易传播，因而在断裂过程中承受了较大的变形量，吸收了更多的能量，相应提高了钢的韧性。因此，充分利用Nb、V、Ti的微合金化特点，通过控制其加入量，以达到细化晶粒的目的，同时可以提高了钢的强度和韧性。
1.2.4. 第二相强化
17-4PH钢中碳化物在铁素体内的沉淀析出强化机制是沉淀强化问题的一个重要基础研究内容。目前研究认为，回火马氏体中第二相析出与位错弹性交互作用引起强化效应，对马氏体因失碳所产生强度的丧失取得了有效的补偿，沉淀析出的碳氮化物颗粒与滑移位错在铁素体中交互作用机制，可以得到两种不同的强化机制：orowan机制和切过机制，即位错绕过第二相颗粒留下环绕颗粒位错环的orowan机制和位错切过机制，其中orowan机制强化下得颗粒又称为不可变形的颗粒，切过机制强化颗粒称为可变形颗粒。
切过机制强化理论
在金属材料中，可变形颗粒通常与基体相完全共格或半共格，颗粒尺寸很小，其强化效应主要来源于：共格应变强化作用；有序化强化作用；层错强化作用；模量强化作用；化学强化或表面强化作用。
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