热处理与金相知识

磨界之神

热处理与金相知识 铁素体(F) U5 d$ }1 ~( F8 {6 F9 o 9 h& _& b3 }6 M7 j+ ~1、组织: 碳在α铁中的固溶体 5 Y1 ?, s" M6 z% F2、特性: 9 u. Y8 @2 ^6 P7 x% H0 U' m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%。 ) F8 J2 |9 w8 h% z% k- Z q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。 ) e9 G- D) S1 a & J& B* p+ M& u奥氏体 - k' r7 u3 j* X 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。 5 S; ~3 N$ f. U9 ]& Y# h 渗碳体(C) * y0 i2 P1 X1 }. Z5 h 1、组织: 铁和碳的化合物(Fe3C) 2、特性: 呈复杂的八面体晶格。 + a9 T9 U- Y0 d. r0 s c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。 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) 2、特性: ' E( ?! k4 S5 V* j( g6 m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。 : h, Z6 Q$ _& m- f& n" V( L7 {- W) d. `8 {' |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。 3 C) p6 ~3 c) G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。 5 L( C2 ^ E* F' I* o 莱氏体(L) 4 V5 o9 J/ c2 y' E- k: N + r2 K6 G" H5 C' R1、组织: 奥氏体与渗碳体的共晶混合物 ! z1 N- F) ?' N4 g% Z* }: z4 ~2、特性: * L0 F1 Y" }% M9 D& a }5 y# K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)。 - {$ j8 U! X6 B4 W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。 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 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。 & J/ e5 v9 j$ G+ N8 f8 S/ s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。 : n! o+ T( G, m, E) M& N 回火马氏体(S) 6 o3 j0 ]0 r- q. T9 R1、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: 0 p& o$ |0 N9 q' F" M) [淬火钢重新加热到150-250℃回火获得的组织。 4 S- z* D/ |6 C9 c" G1 _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 j- X; }/ k8 V# e 9 |( Q1 c& F# }2 t% r M6 U7 I8 C2 f索氏体(S) 1、组织: 铁索体和较细的粒状渗碳体组成的组织 : `$ k7 V4 p3 w9 D0 E6 }5 b+ ~% p2、特性: , x9 P4 H2 w$ g. ]7 ]4 Z淬火钢重新加热到500-680℃回火后获得的组织。 ) P X! W0 V5 C0 `3 r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。 $ X" s: D7 T3 @4 t. B' y. l: i, q屈氏体 7 E J( d9 U( A# b) [屈氏体(T)组织或特性 2 O R" n2 f7 ~+ i- b1、组织: 铁索体和更细的粒状渗碳体组成的组织 {( w, v$ x% e2、特性: 淬火钢重新加热到350-450℃回火后获得的组织。 : O. n2 V4 P7 P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。 2 k! V3 B u; H6 ]3 o2 Y( l- [屈氏体有的叫二次屈氏体或回火屈氏体。 ' Q1 ?8 \( R5 j* Q( f/ [ {) ^; |% m8 {, r0 o + m2 }, c9 e7 W下贝氏体(B) 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: / j2 d" N6 z( n* h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。 * [* c- O- v) B4 H; _6 p! X: u 0 g0 t) |) ?# { a ! U y4 M \. `) |1 {低碳马氏体 - @4 v* u; j. B/ K/ P ( e& t8 j3 n; u% b8 K' ^) T: W8 B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。 : v3 z) b( a& w! k% I' }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。 & Z( Z4 E4 [8 A; i% n# R保持了低碳钢的工艺性能，但切削加工较难。 1 J+ Y, C9 `' o+ [% p6 r & K6 v! |- W6 b& _1 x 6 [; Q' n/ w, B. a$ Y/ M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 % K& p/ @7 Y) B6 lA 纯铁的凝固点 1 c |% f# _% j% Q+ R. P0 @3 m3 RE 碳在γ-Fe中的最大溶解度 $ E j! @7 ]( ] f6 _( ^G γ-Fe→α-Fe转变点 C 共晶点 S 共折点 & K; W1 r! s3 y. W i: k. jABCD 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 ) P3 L8 G9 l2 SECF 共晶线,开始从液体结晶出奥氏体和渗碳体的共晶混合物 y; p+ ?0 t% Y- GGS As线,自奥氏体开始析出铁素体, 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 ) M8 A! e' z% F. v/ T5 b/ \渗碳体的共析混合物 0 a* s5 y3 u9 }5 @( F- X0 i注:1.As线在加热时称为Ac3线,冷却时称Ar3线; 1 A+ b/ ^0 L4 g" j6 G5 u2.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 0 i/ q9 E3 u6 B* ^5 D3 ^名称 含碳晶,% 平衡组织 亚共析钢 0.02-0.8 铁素体＋珠光体 , }2 m1 ~, H7 [. _; _) U! y共析钢 0.8 珠光体 过共析钢 0.8-2.06 珠光体＋二次渗碳体 4 c/ W C, h# @ Z- J: N* B# E3 @亚共晶的口铁 2.06-4.3 树状珠光体＋二次渗透体＋共晶体 * o2 v2 n; Z: @共晶白口铁 4.3 共晶体(珠光体＋渗碳体) / L7 \. T/ r3 t7 r4 b- ?" {过共晶白口铁 ＞4.3-6.67 板状一次渗碳体＋共晶体