加熱冷却中の鋼の相変態に及ぼす合金元素の影響

加熱中の鋼の主な固相変態は、非オーステナイト相からオーステナイト相への変態、つまりオーステナイト化のプロセスです。 全体のプロセスは、炭素拡散に関連しています。 合金元素のうち、炭化物を形成しない元素は、オーステナイト中の炭素の活性化エネルギーを低下させ、オーステナイトの形成速度を高めます。 しかし、強力な炭化物形成元素は、鋼中の炭素の拡散を強く妨げ、オーステナイト化プロセスを大幅に遅らせます。

鋼の冷却中の相変態とは、パーライト変態（共析分解）、ベイナイト変態、マルテンサイト変態など、過冷却オーステナイトの分解を指します。 例として、過冷却オーステナイトの等温変態曲線に対する合金元素の影響のみを取り上げると、コバルトとアルミニウムを除くほとんどの合金元素は、オーステナイトの等温分解を遅くする役割を果たしますが、各元素は異なる役割を果たします。 非炭化物形成元素 (ケイ素、リン、ニッケル、銅など) と少量の炭化物形成元素 (バナジウム、チタン、モリブデン、タングステンなど) がオーステナイトからパーライトおよびベイナイトへの変態に与える影響は同じです。そのため、変換曲線は右に移動します。

炭化物形成元素（バナジウム、チタン、クロム、モリブデン、タングステンなど）の含有量が多い場合、オーステナイトからパーライトへの変態は大幅に遅れますが、オーステナイトからベイナイトへの変態は大幅に遅れません。 したがって、これら 2 つの変換の等温変換曲線は、「鼻」から分離され、2 つの C 字型を形成します。