热处理与金相知识

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铁素体(F)

1.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


奥氏体

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)

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
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 祷旌衔?共析体)
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.
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


莱氏体(L)

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.
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.
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.
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)

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:
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


索氏体(S)

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.
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


屈氏体

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.
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: 
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


低碳马氏体

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.
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.
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)
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,
      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
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
共析钢  0.8  珠光体
过共析钢  0.8-2.06  珠光体＋二次渗碳体
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