热处理与金相知识

磨界之神

热处理与金相知识 / s* w; f2 O& ], b1 _铁素体(F) 1、组织: 碳在α铁中的固溶体 2、特性: 5 X# N `+ a* O: v+ i5 l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。 : w& b% U% R$ l; N3 p# q奥氏体 U8 |2 l2 m5 d y7 f. k1 E 1、组织: 碳在γ铁中的固溶体 2、特性: 4 X* y C4 a9 W/ G' d! @& r% I+ M4 y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。 8 M+ D- f* F N/ }. S8 i 渗碳体(C) 5 L& _( l2 \ j; h% o/ b7 Y0 ? 1、组织: 铁和碳的化合物(Fe3C) # o# q) P8 @; B/ G2、特性: 2 h1 H9 z% _& _+ _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。 & ~: k0 G0 ?5 E0 v3 L2 {' L 1 @/ {' O* W" q! _+ X& g/ P珠光体(P) 7 d* g2 u5 s, T0 w( s* { 3 o; t0 B* n }- t1、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: # W! |. ]+ e- V4 o4 f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: ( c1 x3 f# g& d& 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。 9 ]" ~8 O( a$ I2 z, u当温度到达共析温度莱氏体中的奥氏转变为珠光体。 3 n6 }' `, z$ @3 X! y. c+ G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)。 1 N, C5 C$ W4 |3 c6 P0 U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。 + x+ p* q# y0 m1 }! t这类钢一般有较大有耐磨性和较好的切削性。 $ {& Y a7 Q' A! c0 m; \ 5 {; E! W8 \0 ]% Z$ n: k淬火与马氏体 . _" l. ?# {9 Q9 A) r" D ; J9 W" r2 V$ y1、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: 5 D; r) S2 b2 }9 u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( p5 A5 s! L% {( k, m+ s( T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。 0 ^. \+ k/ Z) N; Z; ?2 u % s1 E1 ~( d$ m7 h0 p3 W % w, e. C a4 w& q6 U0 w( P回火马氏体(S) f0 O6 V, s7 ^4 h. E & O! s6 w# N: g% ]6 K+ K1、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: 1 ?3 o2 k# |; j+ e8 p0 }9 m淬火钢重新加热到150-250℃回火获得的组织。 : g1 O8 a m* P) W( t0 w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。 / l" Y2 @* M$ p% Z 索氏体(S) 7 _* m6 A9 L" j1 U* O- w. M+ Y) P 0 T$ H5 {& K. }5 V+ P: E: g4 d6 h1、组织: 铁索体和较细的粒状渗碳体组成的组织 1 O' s4 P$ F0 a* E" M8 O: D+ u2、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。 0 a) w* n) p, }4 \6 E5 r9 z. D索氏体有的叫二次索氏体或回火索氏体。 0 ?- U1 d% X, O8 t; A5 z$ C# ^2 u 屈氏体 ! }8 P" ~, l$ ?7 r; I/ J8 c 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: ! W4 \0 {& e' Z) z8 z淬火钢重新加热到350-450℃回火后获得的组织。 2 k: |; q: F' n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。 + S' A) V8 p# W" n& {+ k) A8 Z下贝氏体(B) ( j8 ^/ D# R% W1、组织: 2 c2 C2 d: Y4 Y7 H$ H/ r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。 ( J( n l, f, y; e2、特性: & {5 M" |/ N: h7 ]8 m6 \过冷奥氏体在400-240℃等温度转变后的产物。 - J. H' g; z+ ?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。 3 l! k P) x1 \' f9 I 低碳马氏体 8 L5 _" h% @, j3 i" O5 f ' N- [+ H. d, |2 b6 X3 o$ w& Q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。 2 P$ I! o0 \. [. L2 |2 d保持了低碳钢的工艺性能，但切削加工较难。 - u0 K" y5 {2 h2 X ; Q; q7 G* l* E8 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) 7 x1 q g! s6 E; {5 C符号 说明 * E& R& c) t; @/ {/ nA 纯铁的凝固点 * t5 u9 \4 {* f% zE 碳在γ-Fe中的最大溶解度 ; }4 D8 @1 K- O z- A# dG γ-Fe→α-Fe转变点 C 共晶点 " Y9 x& _( |( h* eS 共折点 # x: d" G2 z4 }+ O$ g6 y+ r7 CABCD 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 - K' f7 _% v4 s. ~3 a3 d; U: [/ {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 # W" p4 n! F' g$ dGS As线,自奥氏体开始析出铁素体, " g- ?1 {4 G5 @' P+ C: O0 _9 l 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 0 N; U# c0 m) }* b/ G |名称 含碳晶,% 平衡组织 亚共析钢 0.02-0.8 铁素体＋珠光体 # f2 ~5 y7 p1 _ P7 {3 I! {; q共析钢 0.8 珠光体 9 n- J$ I9 d- e Q# L9 l6 T4 I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 4 @; o. E% ]: T8 s) w8 ]% m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