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钢铁金相组织变化与热处理的关系
点击次数:3162 发布时间:2012-09-14

 

钢铁金相组织变化与热处理的关系
奥氏体金相组织
1.
组织:碳在γ铁中的固溶体2.特性:呈面心立方晶格.zui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)金相组织
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)金相组织
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), 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)金相组织
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,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,显微组织呈针叶状进口泵
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zui高。
回火马氏体(S)金相组织
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,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
1、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.
-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zui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, 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。
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zui小,zui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,0Cr13,1Cr13、硅钢片等
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