热处理与金相知识

磨界之神

热处理与金相知识 & P% x) a" P" P$ K6 C铁素体(F) 1、组织: 碳在α铁中的固溶体 , [& k( J$ O3 Z6 r7 m3 b2、特性: / K; c* E5 x& E: o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%。 + p& G7 Q5 ]( R" {- o& q) r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。 ) p, h2 v: n7 O' }* N3 ] 奥氏体 1、组织: 碳在γ铁中的固溶体 2、特性: 5 B/ s% c3 ~* x0 ]9 `- i. M T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。 : ?) }( }/ e1 Z; L9 V4 `渗碳体(C) 7 N9 e1 Q& U# R6 V k 1、组织: 铁和碳的化合物(Fe3C) 2、特性: 6 f5 G# B e; [! n) v% e1 B! R6 R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 i! I2 A: I! q- y以渗碳体或其他碳化物形式出现。 % }3 _8 ^$ I' S 珠光体(P) 1、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) 9 m4 P- @$ v1 z' }! Z! w6 F2、特性: 是过冷奥氏体进行共析反应的直接产物。 4 d% Y9 j }+ H! g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。 / K7 d$ F0 O3 v$ F9 D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。 , }6 T9 ?2 p- w' D4 J4 Y( Z 1 J; h! N, b9 E8 y* v 莱氏体(L) ; g, J- u4 d6 E* U- W/ d$ S1、组织: 奥氏体与渗碳体的共晶混合物 ) Z; I Y; N1 U2 h6 ~2 W: c2、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。 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)。 # T- _1 H, [! V: @/ ?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。 / W& H! p0 m! K3 c: u4 E! y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。 " A& y7 b+ @% j% y+ a7 U* G这类钢一般有较大有耐磨性和较好的切削性。 4 X7 J1 F1 L" j7 V0 t$ h ! ^6 N' C4 Y4 n7 N% v0 s' l+ d5 K 淬火与马氏体 4 Y( D' J& R6 X1 N u + o8 x7 g1 S/ y4 s! O4 \( |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: 1 R) c% z% y: w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。 7 g# f* L+ L: B1 z- G, B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。 回火马氏体(S) # p- ]% y/ H6 E8 I/ k ( m7 t9 c8 o' a: B8 n- E3 T3 v$ I. m1、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。 + ?# I$ k# }/ t/ k. P( @2、特性: 淬火钢重新加热到150-250℃回火获得的组织。 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。 ' e9 l. ~1 j! `: K& h 索氏体(S) 8 X" W- E7 M3 G5 b3 P" E 1、组织: 铁索体和较细的粒状渗碳体组成的组织 2、特性: 淬火钢重新加热到500-680℃回火后获得的组织。 % S5 m+ m, x/ ?- A+ y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。 4 z3 S: ]! a/ p% P$ _ 屈氏体 屈氏体(T)组织或特性 ) e$ {2 i8 O, @9 i! Z1、组织: 铁索体和更细的粒状渗碳体组成的组织 ( ^" \+ J7 R' c9 q& ^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。 屈氏体有的叫二次屈氏体或回火屈氏体。 下贝氏体(B) 5 o# {5 t' G2 ]/ b; g( q8 @ 9 `9 U$ m9 ?# c2 ~4 c9 Q$ N P }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。 & X* \. |+ i8 a% R, `2、特性: - @- D* a5 J6 ^& e1 Y1 Z% @! [! ?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。 7 I8 G$ q) k) K7 J$ M ' \, E$ Y9 q! u W) a4 O m : f: E+ z' p: @$ H% F低碳马氏体 $ N6 r8 P& M7 C6 q% ^1 E8 m3 ]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。 , a$ J2 H( ]9 C( y5 g# r5 K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。 6 s, G$ f, l7 x& W- U- ?# v保持了低碳钢的工艺性能，但切削加工较难。 铁-碳合金平衡图中特性点与线(搂冷却叙述,加热为可逆的) $ M9 U0 \- k. u: c; x) P% ^/ z符号 说明 A 纯铁的凝固点 E 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 ABCD 液相线.液体开始结晶 AHJECF 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 GS As线,自奥氏体开始析出铁素体, - v5 M, [0 {" Y, ? 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 ' G" `* L% C2 g X; n+ u0 v注:1.As线在加热时称为Ac3线,冷却时称Ar3线; , s$ |+ {% p' h j1 t2.A1线在加热时称为Ac1线,冷却时称Ar1线 / N# b4 z+ U6 ^0 q1 r室温下铁-碳合金的平衡组织 2 Y9 `0 v! j5 n2 S o: r1 o名称 含碳晶,% 平衡组织 亚共析钢 0.02-0.8 铁素体＋珠光体 共析钢 0.8 珠光体 过共析钢 0.8-2.06 珠光体＋二次渗碳体 ' N% B3 t7 V! }% M. N亚共晶的口铁 2.06-4.3 树状珠光体＋二次渗透体＋共晶体 ' a1 t: t' p2 G9 G' r6 k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