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发表于 2007-9-21 09:59:19
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来自: 中国山东聊城
代号如下:8 u9 o) D; v6 r' L
铁素体(F) 渗碳体(C) 莱氏体(L) 回火马氏体(S) 索氏体(S) 屈氏体(T) 下贝氏体(B) 珠光体(P)
7 E( J/ S. x, u; @ I, }组织与特性如下:
7 R/ A( D+ A6 U铁素体(F)$ @ ~; K2 S1 E4 b
1.组织: 碳在α铁中的固溶体
: f% b8 B) ?$ g1 q8 B. S2.特性: & e0 l- k& }; o1 f0 U! \
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,
4 s* C0 R, M ?; bHB=80-120,σb=250N/mm^2;而塑性和韧性很好,δ=50%,ψ=70-80%.3 Q3 @% q1 N# t/ @: a6 g& l4 z
因此,含铁素体多的钢材(软钢)中用来做可压、挤、冲板与耐' k |! ~6 o! [* f3 J; q! R
冲击震动的机件.这类钢有超低碳钢,如 0Cr13,1Cr13、硅钢片等
* q0 N% c. w/ m/ q: B+ W T+ k: c3 o" h5 x& B) U
奥氏体
G* G; I" Y# i, |2 X; J1.组织: 碳在γ铁中的固溶体; G( S; Q( g$ @6 o! S) j6 ]) `
2.特性:
2 ?2 S9 D) M! _& [5 a& G) h3 M呈面心立方晶格.最高溶碳量为2.06%,在一般情况 F; E/ W4 C/ _
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
9 _7 b8 P, j2 ]# K2 b% ]+ j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
; i# o0 V& `& M% ~! h体不锈钢等! Y! _: h$ R# c& }- e9 J/ ?, d+ O
; o/ v- s% D8 M+ K: r3 ]
渗碳体(C); O2 G8 k8 k \1 d& t4 M; ?9 n
1.组织: 铁和碳的化合物(Fe3C)$ G4 Q) ^( C& V# I
2.特性: ! m* S8 F V* }* G. b
呈复杂的八面体晶格." Z% c) k/ j U2 `0 y! X" u p
含碳量为6.67%,硬度很高,HRC70-75,耐磨,但脆性很大,因此,/ e5 D- I( n7 Q8 e+ o* {
渗碳体不能单独应用,而总是与铁素体混合在一起.
. ~; M5 c' b2 T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
: V6 z$ O5 D$ b8 D0 V% H以渗碳体或其他碳化物形式出现
4 h% v; P2 x8 v- F; u) o$ R. e7 P& L% W, C) C4 q# X
珠光体(P)
% R5 [$ r: t4 }. H# p1.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" M! r( W4 E' R: F/ B+ l
渗碳体祷旌衔?共析体)$ a! s. l/ n( n/ N8 R
2.特性:
0 d* K1 h' `7 x; U是过冷奥氏体进行共析反应的直接产物.- l L& m1 [1 N. Q# R2 s! h
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% c; s5 e1 g5 }: u8 ~. K
越细性质也不同.6 a% S+ p5 n7 M( V
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),7 V5 W: r1 Z5 q Y
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/ e7 z9 g; Y, u' |% o0 J
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
8 A6 z! @( {2 d& V体低,其塑性较铁素体和奥氏体低而较渗碳体高.
- b8 r$ J/ H/ I6 E) Z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
* S" P5 H, u) V [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
$ V& U) l \; V/ z: I2 V1 M5 Y; H; y& H5 t e/ H
莱氏体(L)$ _% [2 m4 Y% e* n0 k) E
1.组织: 奥氏体与渗碳体的共晶混合物
! j! @% {0 C. x9 l( T2.特性: 5 I2 r( [4 V+ c' }7 d
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.
6 m; L& Z3 D7 l, }+ B当温度到达共析温度莱氏体中的奥氏转变为珠光体.
5 X* H) Z5 N, }3 s5 z8 z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).% H6 e* ?: c4 T4 K3 [/ W& p* E
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.5 ?* M h, H6 B" D
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.
+ [) J5 M) ]5 O, I这类钢一般有较大有耐磨性和较好的切削性0 j: y' J* v/ P b/ C
淬火与马氏体4 L9 {. e3 d# y- b5 r2 j
1.组织: 碳在α-Fe中的过饱和固溶体,显微组织呈针叶状9 c- T+ @$ C! t l! o& q
2.特性:
4 q, j% \/ ^. p) M _淬火后获得的不稳定组织.% f2 k$ R6 _, l, I6 k; S ?* 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
9 \+ c* ^3 h3 f: ]* G6 {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
( W' F4 M/ j9 r- b B很大,延伸率和断面收缩率几乎等于零.7 G; a9 w" n( |' ?' {/ ~) `
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,
( i5 A" M G# E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" L& H4 B. [2 ^* e/ N! m3 N
3 E/ L* k/ j5 i1 a6 K u" i8 R
回火马氏体(S)" J% P& X- ]1 J+ O
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0 m6 s i& d i7 f
2.特性:
! |$ f/ x( q. G6 p6 C淬火钢重新加热到150-250℃回火获得的组织.5 q* {+ O; q. S0 S
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& k$ j% T6 [- _$ x6 ^% d' _9 X2 J
4 l8 d Q+ s1 x8 n& L1 X索氏体(S)
' V) O/ h' l/ e0 k1.组织: 铁索体和较细的粒状渗碳体组成的组织
* G8 T9 O9 B& l2.特性:
: \3 V3 K ~5 K3 U7 {* L" s淬火钢重新加热到500-680℃回火后获得的组织.$ U- Q5 V2 F, z* v: V* e7 c
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,
' v* W$ e% G% N7 h1 N0 D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.+ q* m# d; A( H7 }
索氏体有的叫二次索氏体或回火索氏体, i. C( o9 t0 f& {
屈氏体
& x! Y, _! u1 ]& K屈氏体(T)组织或特性
0 i, I5 d' B5 z3 R3 j+ b' ?1.组织: 铁索体和更细的粒状渗碳体组成的组织
- ~: o! j. K# w% O5 o6 c2.特性:
/ |- c) M7 U, U" ~" Q4 v淬火钢重新加热到350-450℃回火后获得的组织.
/ Y8 x+ L; q Y1 [8 j6 l7 i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0 x9 l S' z% [( ]$ J4 I5 S$ |8 I
度和硬度,并有比马氏体好的韧性和塑性,硬度约为HRC35-45.8 U Q1 a7 h e( B
屈氏体有的叫二次屈氏体或回火屈氏体
1 M1 s* j% A( ~1 Y' m" e
! f3 V7 A/ C: K* R, A$ L) N: o下贝氏体(B)6 r& H- e/ b5 c" Z& F9 ?0 A( J
1.组织:
/ m9 e; s5 G- _9 U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- g- z% M- H w4 Q# t- _1 C& [+ ^
极小的质点以弥散状分布在针状铁素体内
' \! C6 @1 y8 @9 f- B( ^, ^0 |2.特性:" Y" d/ F- N2 l) b
过冷奥氏体在400-240℃等温度转变后的产物.- w$ ~2 d9 u6 ] o
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+ \/ m3 t# B* D7 I6 A
合机械性能比索氏体更好;, v' A L% _3 Q/ ]
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
' t. O) u" X+ w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
3 v9 d" q" H) u9 l和变形
/ f- P s2 u5 Y
" ]' Z! ^8 W% ], A4 S- h. q: g低碳马氏体7 J* b, @% h6 i# q( T( D" ^
具有高强度与良好的塑性、韧性相结合的特点(σb=1200-1600N/mm^2," t) Y& ?9 B* r+ E
σ0.2=1000-1300N/mm^2,δ5≥10%,ψ≥40%αk≥60J/cm^2); 同时还有
6 b$ @0 r! u# f n n9 f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; N4 H. B$ X' b3 L1 B' N' x
口敏感度和过载敏感性都较低.. u- j! ]$ P$ E2 B) f- s$ N
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3 W C$ W% e0 f5 l
获得的下贝氏体更好.
: \3 |4 j- ?3 m: c# W! ]: |保持了低碳钢的工艺性能,但切削加工较难.( O; b. `+ C2 n! _( R+ J
铁-碳合金平衡图中特性点与线(搂冷却叙述,加热为可逆的)% F7 T U& [1 l- V! n/ A5 F/ A3 k
符号 说明
- y8 u6 Z1 |* U- F- ~1 c! EA 纯铁的凝固点 & G! m. x8 B1 M& q+ @3 j$ C
E 碳在γ-Fe中的最大溶解度
; y6 i( T: h/ t, K5 aG γ-Fe→α-Fe转变点8 V9 E( R) F8 M& f
C 共晶点
" W; S$ a% p- |- ?$ e$ _3 `S 共折点. I; ^ Q% {0 n) m
ABCD 液相线.液体开始结晶
2 @# F3 {" x& X" X7 }! Z6 vAHJECF 固相线,液体终止结晶 w# { f9 n! f2 y7 ^; s: y
ES Acm线,渗碳体开始从奥氏体中析出6 ?& |+ ^/ g. ?
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1 O/ Z7 w( Q) v# }( `8 E2 C1 M
GS As线,自奥氏体开始析出铁素体,# {3 y; x: y1 b0 h0 E( K# \
即γ-Fe→α-Fe的开始线
+ X1 ]( z/ [1 k' \PSK 共析线或称A1线,自奥氏体开始析出铁素体和
6 J2 x3 n3 I: W# A q! u渗碳体的共析混合物
D$ G9 D! Z: q注:1.As线在加热时称为Ac3线,冷却时称Ar3线;' a, P0 J' j- ~; e8 E$ q' ~
2.A1线在加热时称为Ac1线,冷却时称Ar1线( v7 Y( W6 T, F+ e! Z, j
室温下铁-碳合金的平衡组织7 ~# X( Q# g* } l ^7 `. i5 [
名称 含碳晶,% 平衡组织
# f* ?6 Y5 U# N% {! ~4 A亚共析钢 0.02-0.8 铁素体+珠光体5 B* p" g; B- N5 |4 a: V8 h6 |
共析钢 0.8 珠光体
: D% i: E1 h- `. z过共析钢 0.8-2.06 珠光体+二次渗碳体$ Z4 {$ I) ?4 L' J& m* M
亚共晶的口铁 2.06-4.3 树状珠光体+二次渗透体+共晶体
5 l: q! u8 {, _7 ?) \8 J. A$ G共晶白口铁 4.3 共晶体(珠光体+渗碳体)
, M* [1 P& a8 {过共晶白口铁 >4.3-6.67 板状一次渗碳体+共晶体 |
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