热处理与金相知识

磨界之神

热处理与金相知识 1 `& [' | }4 A9 P' x铁素体(F) ! @) e( p) X1 J- ^- k! g; L# X : u$ h6 u7 ]2 W8 F$ @1、组织: 碳在α铁中的固溶体 $ {* \# R7 |; [# B1 I+ F' D2、特性: & B* a) @: H! t/ I3 a! Q& s- c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。 , N* L. E% ^. V 奥氏体 + W9 `9 S v: r. x/ \$ D1、组织: 碳在γ铁中的固溶体 2、特性: ! R2 E- R5 Y! `: c( D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。 % Y- \2 ^9 _" m/ h! h q 渗碳体(C) : M2 e1 Q+ {# k3 S/ R$ j1、组织: 铁和碳的化合物(Fe3C) 2、特性: 呈复杂的八面体晶格。 * K" ^4 \6 }' G4 l9 n3 Y8 T" F) E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。 ' n$ J3 B1 G( u% ] T) U 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: 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。 ) n! p8 X/ c5 y6 o1 `' p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。 . j$ J& S2 w" S L# q' v8 h" X 莱氏体(L) ; R! I% ]% R; o/ { 1、组织: 奥氏体与渗碳体的共晶混合物 ) ?# V) z% v! n0 a% V+ ?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。 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)。 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。 9 y* X$ x H! O; ~, h4 L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。 * f! |$ d' I, U# e4 ~( Y这类钢一般有较大有耐磨性和较好的切削性。 1 b1 |' F( _; U) H9 g% G" ~ * k7 E) x, e E; U/ e# i9 ~ 淬火与马氏体 / t* k% m: G; P" i: V x+ P) _/ \7 m1 h' ^ `5 P- k0 Z# Q* R1、组织: 碳在α-Fe中的过饱和固溶体,显微组织呈针叶状 ; b7 o+ P: z( D2、特性: 淬火后获得的不稳定组织。 9 X; Z) X0 P& y. z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。 , G! ~% R# m! i. `& M: B2 j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。 $ @: B. Y& \9 |+ ^ 回火马氏体(S) ; A' k4 B/ u7 K6 T5 G1 L 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: ; z5 V- T& P6 y1 F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。 * k5 ?3 c/ r' F% l3 b. C. T2 \ 索氏体(S) ; K# z" M. l/ }1 p+ h d 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。 ' j5 W* Y* ` w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。 & v1 [' I$ m$ a/ f# F9 i8 z- |# g索氏体有的叫二次索氏体或回火索氏体。 ! m( X0 l" k% m) {! O! p0 Y ; w/ u$ \( M7 C0 e; n6 G7 } / t' T; w ?9 U% O4 d! C% k屈氏体 4 d% A/ ?8 [7 r; [屈氏体(T)组织或特性 / h/ w2 a2 S" m4 t5 P* I9 B1、组织: 铁索体和更细的粒状渗碳体组成的组织 " H. R4 U6 |# P5 A \) K2、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。 9 X: d- H2 W; C( o/ `7 s3 c屈氏体有的叫二次屈氏体或回火屈氏体。 下贝氏体(B) 1、组织: 8 }1 I4 |) y, q5 ^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。 ( w) c' _3 w. a: x2、特性: 过冷奥氏体在400-240℃等温度转变后的产物。 & [/ ]6 a: x% M. ~! n: @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。 & K" a$ l. Y$ S& n& | : |0 u9 u7 H- ?' P / d; G _( ~: w3 @& M2 A3 [低碳马氏体 1 g5 z! q2 W4 [% P4 R) B " E% M# G6 c( r- H5 k6 e* M2 i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。 J1 R- k% t0 [" X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。 / Z2 r6 D# ^+ E5 c {保持了低碳钢的工艺性能，但切削加工较难。 # `. A4 q+ t5 }( j7 k$ @. j1 Y# v ! V$ P/ V+ S: Z) h& B& o - _/ K9 R$ @# H+ C! g4 D& i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 A 纯铁的凝固点 E 碳在γ-Fe中的最大溶解度 + H$ g1 n; O7 s& L1 y4 \G γ-Fe→α-Fe转变点 C 共晶点 + `1 i/ W+ m) W( r& ? fS 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, 即γ-Fe→α-Fe的开始线 + A- w4 x9 D0 ?* U, P" N& R! V$ OPSK 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 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 + a& r+ m" P+ \5 v; U3 Y: V 室温下铁-碳合金的平衡组织 5 H4 g; Q& m; ?% K名称 含碳晶,% 平衡组织 3 f, B0 z+ j3 w$ A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 , ` w- ^6 u( W1 a! z* ]' L5 k6 k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