热处理与金相知识

磨界之神

热处理与金相知识 4 j+ Q. a; `+ V/ u1 Z& R; L铁素体(F) ) x: z9 t/ e7 B, k/ ^* B1、组织: 碳在α铁中的固溶体 ; n* v( O$ d ~7 E2、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。 奥氏体 2 ~0 Z: ^3 l4 I7 Z8 s4 |/ ~1、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。 渗碳体(C) & Y& y; a. {: e7 I6 b& Y4 w& M1、组织: 铁和碳的化合物(Fe3C) " K7 @) B2 Q. B; [3 O2 O: j2、特性: - u) E# W+ g5 h$ F8 ~9 `呈复杂的八面体晶格。 7 P& n1 f! F2 ^/ E3 s; y. y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 以渗碳体或其他碳化物形式出现。 # y8 V/ o+ z/ I0 S , j; L0 t5 g- P6 f% ^珠光体(P) / Q. \" I, M' Y1、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) 7 g7 C- v6 p# i# ?8 S5 _( \; {2、特性: 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( Y$ M Y$ V2 W1 n8 Y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。 % u3 j4 r _1 F( J% W 莱氏体(L) . W! W. D( K$ c) Z* a1、组织: 奥氏体与渗碳体的共晶混合物 8 y/ w% Y0 H \3 Q) R+ z/ F2、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。 当温度到达共析温度莱氏体中的奥氏转变为珠光体。 ! D+ j/ `/ H. ]8 `# W! |; w ~/ X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)。 3 o1 ^' _2 _( r& o- [. R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。 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。 这类钢一般有较大有耐磨性和较好的切削性。 4 N7 K I0 W0 u9 i + U( Z5 u1 c, f$ y# u : Y- L t; q b+ j, e淬火与马氏体 1、组织: 碳在α-Fe中的过饱和固溶体,显微组织呈针叶状 & P$ l4 g) C4 |" B" p2、特性: ! H; y( P; P5 U( X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。 . j* h( u9 _$ @% v5 P; Q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。 3 y8 U5 t0 c+ W9 y. t7 r* g 6 V+ S3 K8 ?0 c( _+ b' Y回火马氏体(S) ' `2 p! ?0 ^9 L5 e8 L1、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: : F* t% f- j- l淬火钢重新加热到150-250℃回火获得的组织。 8 ^# E7 f3 S+ n5 O% { `7 f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。 4 x8 G0 g& ?3 p 8 r$ x2 U7 w/ L 索氏体(S) & Y7 M) T) I. ~: \4 ~# | 2 A$ {# ?7 c3 h1、组织: 铁索体和较细的粒状渗碳体组成的组织 2 m+ n8 V, ?% z* M6 o, r. Y* V, g% i2、特性: % M* |+ \; _$ }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。 索氏体有的叫二次索氏体或回火索氏体。 / x8 R+ D& Q9 U4 H3 `1 j. p 屈氏体 $ [1 \ |: o% ^1 F, x ! r h- A# J9 S: `8 u% @% t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 B" k/ |* X7 p- s3 H2、特性: 淬火钢重新加热到350-450℃回火后获得的组织。 # J" o1 ~6 E* y& C) |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。 ! o& `! j: @& J屈氏体有的叫二次屈氏体或回火屈氏体。 + x/ w% v# j0 f9 n: X ' K; ^: g- U I 下贝氏体(B) 1 F3 J Y p+ a' l " S2 ]3 r7 B4 G1、组织: , s4 x4 b4 w" }" K4 R4 o0 p! m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。 " Y# z2 Z/ H* V7 X - Z: y0 J/ \3 }' C6 Q* X低碳马氏体 ) M. D2 E0 a7 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。 " `' A8 z1 [6 R( A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。 ( _: d+ N6 x3 U. f6 F! @/ u0 V保持了低碳钢的工艺性能，但切削加工较难。 8 q6 E% }) P2 o: _+ ~8 Q . I, y `2 H2 z: e& ~* R铁-碳合金平衡图中特性点与线(搂冷却叙述,加热为可逆的) # ]# a& y q, l. i符号 说明 A 纯铁的凝固点 * j: a# [+ r; E! p7 s" D; a1 vE 碳在γ-Fe中的最大溶解度 G γ-Fe→α-Fe转变点 C 共晶点 S 共折点 6 g0 b# `3 T6 g/ B# O+ }ABCD 液相线.液体开始结晶 $ E5 r2 W6 j2 vAHJECF 固相线,液体终止结晶 ES Acm线,渗碳体开始从奥氏体中析出 % ]/ v0 O2 k( s5 nECF 共晶线,开始从液体结晶出奥氏体和渗碳体的共晶混合物 / H$ o6 W- m4 {1 iGS As线,自奥氏体开始析出铁素体, 7 B$ Q1 a& @% \% I* H1 f9 ~ 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 9 z0 w/ W6 h- y1 b6 u9 ]! u' i) B渗碳体的共析混合物 ; P7 @3 P @& a# v- ^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 ( T7 q! X5 m$ q室温下铁-碳合金的平衡组织 3 L i' G8 S% ~; Q* N名称 含碳晶,% 平衡组织 4 ]9 E% r9 u5 J, T5 a3 N亚共析钢 0.02-0.8 铁素体＋珠光体 2 ~5 Q, c2 h# i% k2 A: j共析钢 0.8 珠光体 过共析钢 0.8-2.06 珠光体＋二次渗碳体 3 S0 S# `0 r/ @' S! k) S亚共晶的口铁 2.06-4.3 树状珠光体＋二次渗透体＋共晶体 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