热处理与金相知识

磨界之神

热处理与金相知识 " U0 I3 Y" ?0 G. p铁素体(F) # Y7 I1 l& K- g7 ~- A4 X ' X% V- e5 a2 a6 Z! l1、组织: 碳在α铁中的固溶体 2、特性: 呈体心立方晶格。溶碳能力最小，最大为0.02%;硬度和强度很低，HB=80-120,σb=250N/mm^2；而塑性和韧性很好,δ=50%,ψ=70-80%。 因此，含铁素体多的钢材(软钢)中用来做可压、挤、冲板与耐冲击震动的机件。这类钢有超低碳钢，如 0Cr13,1Cr13、硅钢片等。 : Z& } x' x% E4 @$ `1 @5 u; ^- m p% I* z3 y7 ^1 V5 ~* e奥氏体 : a t7 P- Y. X4 o& m3 K9 g1、组织: 碳在γ铁中的固溶体 2、特性: 呈面心立方晶格.最高溶碳量为2.06%,在一般情况下，具有高的塑性，但强度和硬度低,HB=170-220，奥氏体组织除了在高温转变时产生以外，在常温时亦存在于不锈钢、高铬钢和高锰钢中，如奥氏体不锈钢等。 ! b) s- }1 J, N' G5 t: F ' m3 ?3 H; e, T4 @; {4 L渗碳体(C) 8 m* I3 @7 M+ h9 I2 @; v 1、组织: 铁和碳的化合物(Fe3C) 2、特性: 呈复杂的八面体晶格。 含碳量为6.67%,硬度很高,HRC70-75，耐磨，但脆性很大，因此，渗碳体不能单独应用，而总是与铁素体混合在一起。碳在铁中溶解度很小,所以在常温下,钢铁组织内大部分的碳都是 . n- Y, R# [, e以渗碳体或其他碳化物形式出现。 " s; M. N6 e9 _( P6 p( q ; R7 n+ a' \* P. i珠光体(P) 3 s1 R9 `7 H; H+ `$ f6 X9 C% v& i 0 E; \, v/ J! r1、组织; 铁素体片和渗碳体片交替排列的层状显微组织,是铁素体与渗碳体) 3 w9 I) X( d* }# z' L* Z, k2、特性: * K9 Y6 c: B; h4 ^是过冷奥氏体进行共析反应的直接产物。 其片层组织的粗细随奥氏体过冷程度不同，过冷程度越大，片层组织越细性质也不同。 奥氏体在约600℃分解成的组织称为细珠光体(有的叫一次索氏体),在500-600℃分解转变成用光学显微镜不能分辨其片层状的组织称为极细珠光体(有的一次屈氏体)，它们的硬度较铁素体和奥氏体高，而较渗碳体低，其塑性较铁素体和奥氏体低而较渗碳体高。 # I) @; b4 ~; P% n" y6 l正火后的珠光体比退火后的珠光体组织细密，弥散度大，故其力学性能较好，但其片状渗碳体在钢材承受负荷时会引起应力集中,故不如索氏体。 + X) @6 S9 x4 N# ]* F* d, B' ` % f; b, B: Y: w5 |5 N! B6 ]: e 3 U9 w1 R0 t, @3 C0 U3 y莱氏体(L) 0 k! o |3 S1 ?3 w; {1、组织: 奥氏体与渗碳体的共晶混合物 2、特性: 铁合金溶液含碳量在2.06%以上时,缓慢冷到1130℃便凝固出莱氏体。 . b$ a; K" N6 t3 S当温度到达共析温度莱氏体中的奥氏转变为珠光体。 . t" E6 n6 T3 B因此，在723℃以下莱氏体是珠光体与渗碳体机械混合物(共晶混合)。 莱氏体硬而脆(＞HB700)，是一种较粗的组织,不能进行压力加工，如白口铁。 # P1 X# D- D3 Y3 e) Z在铸态含有莱氏体组织的钢有高速工具钢和Cr12型高合金工具钢等。 $ ^# T8 L: D0 ^) V9 `这类钢一般有较大有耐磨性和较好的切削性。 1 W' J) V* B$ V% B 淬火与马氏体 ( B/ R# R/ E2 G3 p7 O7 u; ^ 1、组织: 碳在α-Fe中的过饱和固溶体,显微组织呈针叶状 2、特性: 淬火后获得的不稳定组织。 具有很高的硬度,而且随含碳量增加而提高，但含碳量超过0.6%后的硬度值基本不变，如含C0.8%的马氏体,硬度约为HRC65,冲击韧性很低,脆性很大,延伸率和断面收缩率几乎等于零。 奥氏体晶粒愈大，马氏体针叶愈粗大，则冲击韧性愈低；淬火温度愈低，奥氏体晶粒愈细，得到的马氏体针叶非常细小，即无针状马氏组织,其韧性最高。 - X: \9 U4 F5 t5 d1 a( D 回火马氏体(S) : a* [1 @% t4 F9 s- D0 h3 M 2 j0 g! f" b# ]6 Q4 @1、组织: 与淬火马氏体硬度相近,而脆性略低的黑色针叶状组织。 2、特性: / u. u; x' ^0 C. y2 N淬火钢重新加热到150-250℃回火获得的组织。 5 V( b: Q0 s( Y0 C2 x& a硬度一般只比淬火马氏体低HRC1-3格，但内应力比淬火马氏体小。 , Y& s# C9 u; T; F. Z - o; h; S7 L( s$ [: X8 B 1 p" |, L) H% _& m索氏体(S) & \2 A W( p$ i9 Q$ {4 H# z 2 I* H, B5 R) K, o, K. T# q1、组织: 铁索体和较细的粒状渗碳体组成的组织 " H* g0 N" y: |! h: r# [( O2、特性: u. Y4 z3 R* P淬火钢重新加热到500-680℃回火后获得的组织。 与细珠光体相比，在强度相同情冲下塑性及韧性都高，随回火温度提高，硬度和强度降低，冲击韧性提高.硬度约为HRC23-35.综合机械性能比较好。 8 ?$ G e0 [) k9 a" e索氏体有的叫二次索氏体或回火索氏体。 : e; N) I, N% Z$ Q' I% Z2 ?; A# q ( D/ Q% i, E; }; p8 P; X屈氏体 ( |/ `: n5 [( f: O* q' V4 Q屈氏体(T)组织或特性 1、组织: 铁索体和更细的粒状渗碳体组成的组织 2、特性: 淬火钢重新加热到350-450℃回火后获得的组织。 它的硬度和强度虽然比马氏体低，但因其组织很致密，仍具有较高的强度和硬度，并有比马氏体好的韧性和塑性，硬度约为HRC35-45。 3 d7 j/ }7 c' `" \/ k' F屈氏体有的叫二次屈氏体或回火屈氏体。 ( d. f6 r# {5 T + V& D. v. I7 E+ S: Z 下贝氏体(B) ' }5 J% l6 h) ^9 U7 e; r9 M 1、组织: 显微组织呈黑色针状形态,其中的铁素体呈现针状,而碳化物呈现极小的质点以弥散状分布在针状铁素体内。 2、特性: 过冷奥氏体在400-240℃等温度转变后的产物。 具有较高的硬度,约为HRC40-55，良好的塑性和很高的冲击韧性，其综合机械性能比索氏体更好;因此,在要求较大的、韧性和高强度相配合时,常以含有适当合金元素的中碳结构钢等温淬火,获得贝氏体以改善钢的机械性能，并减小内应力和变形。 " B+ |: V0 Z% q1 u8 {# I. s! B 3 m/ t3 V* O& I$ m# _+ {, D$ V" Q- t 9 a7 e2 k5 K% p) `. H! @! S: m: F4 K低碳马氏体 7 V. G+ W" d" U具有高强度与良好的塑性、韧性相结合的特点(σb=1200-1600N/mm^2,σ0.2=1000-1300N/mm^2,δ5≥10%,ψ≥40%αk≥60J/cm^2); 同时还有低的冷脆转化温度(≤-60℃);在静载荷、疲劳及多次冲击载荷下,其缺口敏感度和过载敏感性都较低。 p3 o! a( E$ ~, n' [3 D低碳马氏体状态的20SiMn2MoVA综合力学性能，比中碳合金钢等温淬火获得的下贝氏体更好。 7 s# B' M; [- v) _9 Z! g保持了低碳钢的工艺性能，但切削加工较难。 6 `4 k( @( ^0 _; g 铁-碳合金平衡图中特性点与线(搂冷却叙述,加热为可逆的) 符号 说明 3 X L0 A# S* n* `7 ~ f5 aA 纯铁的凝固点 % q* G, _' m) r2 Y& ?E 碳在γ-Fe中的最大溶解度 5 ^. Q, m" s, p7 h( nG γ-Fe→α-Fe转变点 C 共晶点 S 共折点 : |9 W, Q2 S: s( JABCD 液相线.液体开始结晶 7 m2 w; U) f$ n( GAHJECF 固相线,液体终止结晶 ES Acm线,渗碳体开始从奥氏体中析出 ECF 共晶线,开始从液体结晶出奥氏体和渗碳体的共晶混合物 ; ?& u, Y H4 V( M7 H6 B# iGS As线,自奥氏体开始析出铁素体, # K* t) E- H9 [; ?( u 即γ-Fe→α-Fe的开始线 PSK 共析线或称A1线,自奥氏体开始析出铁素体和 渗碳体的共析混合物 2 [4 Y9 |+ E8 \9 ?, [% {注:1.As线在加热时称为Ac3线,冷却时称Ar3线; 2.A1线在加热时称为Ac1线,冷却时称Ar1线 室温下铁-碳合金的平衡组织 名称 含碳晶,% 平衡组织 亚共析钢 0.02-0.8 铁素体＋珠光体 " @8 p3 I- ^ P共析钢 0.8 珠光体 过共析钢 0.8-2.06 珠光体＋二次渗碳体 $ w: c' @# T2 ]; H亚共晶的口铁 2.06-4.3 树状珠光体＋二次渗透体＋共晶体 5 z1 j8 f2 p9 s* i V5 E! E% t共晶白口铁 4.3 共晶体(珠光体＋渗碳体) 过共晶白口铁 ＞4.3-6.67 板状一次渗碳体＋共晶体