1、金相的根底學(xué)問在因素轉(zhuǎn)變時(shí)，對(duì)金屬或合金內(nèi)部構(gòu)造的影響。所謂外部條件就是指溫度、加工變形、澆注狀況馬氏體，奧氏體，鐵素體，珠光體等等。奧氏體奧氏體 碳與合金元素溶解在-fe -fe 直，呈規(guī)章多邊形；淬火鋼中剩余奧氏體分布在馬氏體間的空隙處鐵素體碳與合金元素溶解在a-fe 中的固溶體。亞共析鋼中的慢冷鐵素體呈塊狀，晶界比較圓滑，當(dāng)碳含量接近共析成分時(shí)，鐵素體沿晶粒邊界析出。滲碳體碳與鐵形成的一種化合物。在液態(tài)鐵碳合金中，首先單獨(dú)結(jié)晶的滲碳體一次滲碳體acm 二次滲碳體ar1 以下時(shí)，由鐵素體中析出滲碳體三次滲碳體，在二次滲碳體上或晶界處呈不連續(xù)薄片狀。珠光體珠光體鐵碳合金中共析反響所形成的鐵素

2、體與滲碳體的機(jī)械混合物。珠光體的片間距離取決于奧氏體分解時(shí)的過冷度過冷度越大所形成的珠光體片間距離越小在 a1650形成的珠光體片層較厚，在金相顯微鏡下放大400 倍以上可區(qū)分出平行的寬條鐵素體和細(xì)條滲碳體，稱為粗珠光體、片狀珠光體，簡稱珠光體。在650600形成的珠光體用金相顯微鏡放大500 倍，從珠光體的滲碳體上僅看到一條黑線，只有放大1000 倍才能區(qū)分的片層，稱為索氏體。在600550形成的珠光體用金相顯微鏡放大500 倍，不能區(qū)分珠光體片層，僅看到黑色的球團(tuán)狀組織，只有用電子顯微鏡放大10000 倍才能區(qū)分的片層稱為屈氏體。上貝氏體上貝氏體過飽和針狀鐵素體和滲碳體的混合物，滲碳體在鐵

3、素體針間。過冷奧氏體在 中溫35055068od 鐵素體板條， 并在各板條間分布著沿板條長軸方向排列的碳化物短棒或小片；典型上貝氏體呈羽毛狀，晶界 為對(duì)稱軸，由于方位不同，羽毛可對(duì)稱或不對(duì)稱，鐵素體羽毛可呈針狀、點(diǎn)狀、塊狀。假設(shè)是高 針粗。轉(zhuǎn)變時(shí)先在晶界處形成上貝氏體，往晶內(nèi)長大，不穿晶。下貝氏體350ms 的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。其典侵蝕。高碳高合金鋼的碳化物分散度比低碳低合金鋼高，針葉比低碳低合金鋼細(xì)。粒狀貝氏體粒狀貝氏體大塊狀或條狀的鐵素體內(nèi)分布著眾多小島的復(fù)相組織。過冷奧氏體在貝氏珠光體或貝氏體；最可能局部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，局部m-a 組織。無碳化物貝氏體無碳化物貝氏體板條狀鐵素體單相組成的組織，也稱

4、為鐵素體貝氏體。形成溫度在貝 氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)的最上部。板條鐵素體之間為富碳奧氏體，富碳奧氏體在隨后的冷卻過程中也 馬氏體馬氏體碳在a-fe 中的過飽和固溶體。板條馬氏體在低中碳鋼及不銹鋼中形成，束一個(gè)奧氏體晶?？赊D(zhuǎn)變成幾個(gè)板條通常3到5個(gè)。片狀馬氏體針狀馬氏體：常見于高、中碳鋼及高Ni的Fe-Ni合金中，針葉中有一條縫線將馬氏體分為兩半，由于方位不同可呈針狀或塊狀，針與針呈120角排列，高碳馬氏體的針葉晶界清楚，細(xì)針狀馬氏體呈布紋狀，稱為隱晶馬氏體。二次馬氏體-secondary-martensite-工件回火冷卻過程中殘留的奧氏體發(fā)生轉(zhuǎn)變形成的馬氏體。回火馬氏體含碳較低的 a-相混合組織 它

5、由馬氏體在 150250時(shí)回火形成。 這種組織極易受腐蝕，光學(xué)顯微鏡下呈暗黑色針狀組織保持淬火馬氏體位向，與下貝氏體很相像，只有在高倍電子顯微鏡下才能看到極細(xì)小的碳化物質(zhì)點(diǎn)?；鼗鹎象w回火屈氏體碳化物和a- 350500織特征是鐵素體基體內(nèi)分布著極細(xì)小的粒狀碳化物，針狀形態(tài)已漸漸消逝，但仍模糊可見，碳化物在光學(xué)顯微鏡下不能區(qū)分，僅觀看到暗黑的組織，在電鏡下才能清楚區(qū)分兩相，可看出碳化物顆粒已明顯長大?；鼗鹚魇象w回火索氏體以鐵素體為基體，基體上分布著均勻碳化物顆粒。它由馬氏體在500650時(shí)高溫回火形成。其組織特征是由等軸狀鐵素體和細(xì)粒狀碳化物構(gòu)成的復(fù)相組織，碳體顆粒較大，可看出碳化物顆粒已明顯

6、長大。萊氏體粒狀珠光體粒狀珠光體由鐵素體和粒狀碳化物組成。它是經(jīng)球化退火或馬氏體在 650a1 溫度范圍內(nèi)回火形成。其特征是碳化物成顆粒狀分布在鐵素體上。魏氏組織片狀羽毛狀或三角形，粗大鐵素體呈平行或三角形分布。它消滅在奧氏體晶界，同時(shí)向晶內(nèi)生長。過共析鋼中魏氏組織滲碳體的形態(tài)有針狀或桿狀，它消滅在奧氏體晶粒的內(nèi)部。-鐵碳合金1、鐵碳合金：碳鋼和鑄鐵的統(tǒng)稱，都是以鐵和碳為根本組元的合金 2、碳鋼：含碳量為0.0218%2.11%0.0218%0.77% 亞共析鋼：含碳量0.0218%0.77% 過共析鋼：含碳量0.77%2.11% 3、鑄鐵：含碳量大于2.11%的鐵碳合金 共晶白口鐵含碳量4.

7、3% 亞共晶白口鐵含碳量2.11%4.3% 過共晶4.3%6.69% 4溫度、組織和性能之間關(guān)系的理論根底，也是制定各種熱加工工藝的依據(jù)。注：由于含碳量大Fe3C 的含碳量6.69% 3、碳在鐵碳合金中的存在形式有三種：CFe 形成金屬化合物，即滲碳體；C以游離態(tài)的石墨存在于合金中。C Fe 的不同晶格中形成固溶體；A. 鐵素體：C -Fe 中所形成的間隙固“F”或“” 號(hào)“A”或“”表示，奧氏體強(qiáng)度低、塑性好，鋼材的熱加工都在奧氏體相區(qū)進(jìn)展，奧氏體在高溫下可穩(wěn)定存在。C. C Fe Fe3C，F(xiàn)e C 組成的金屬化合物， 或“Cm”符號(hào)表示，滲碳體的熔點(diǎn)為1227，硬度很高(HB800)而脆

8、，塑性幾乎等于零。滲碳體在鋼和鑄鐵中，一般呈片狀、網(wǎng)狀或球狀存在。它的外形和分布對(duì)鋼的性能影響很大，是鐵碳合金的重要強(qiáng)化相。碳在a-Fe 中溶解度很低，所以常溫下碳以滲碳體或石墨的形式存在。金相與熱處理一、概述間后，又以不同速度冷卻的一種工藝方法。為使金屬工件具有所需要的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能，除合理選用材料和各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不行少的。鋼鐵是機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用最廣的材料，鋼鐵顯微組織復(fù) 雜，可以通過熱處理予以把握，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內(nèi)容。另外，鋁、銅、 在從石器時(shí)代進(jìn)展到銅器時(shí)代和鐵器時(shí)代的過程中，熱處理的作用漸漸為人們所生疏。早770222 年，中國人在生

9、產(chǎn)實(shí)踐中就已覺察，銅鐵的性能會(huì)因溫度和加壓變形的影響而變化。白口鑄鐵的柔化處理就是制造農(nóng)具的重要工藝。的。隨著淬火技術(shù)的進(jìn)展，人們漸漸覺察冷劑對(duì)淬火質(zhì)量的影響。三國蜀人蒲元曾在今陜西斜3000 質(zhì)的冷卻力量了，同時(shí)也留意了油和尿的冷卻力量。中國出土的西漢(20624)中山靖王墓中的寶劍,心部含碳量為 0.150.4%，而外表含碳量卻達(dá) 0.6%以上，說明已應(yīng)用了滲碳工藝。但當(dāng)時(shí)作為個(gè)人“手藝”的隱秘，不愿外傳，因而進(jìn)展很慢。1863 年，英國金相學(xué)家和地質(zhì)學(xué)家呈現(xiàn)了鋼鐵在顯微鏡下的六種不同的金相組織，證明白保護(hù)方法，以避開加熱過程中金屬的氧化和脫碳等。18501880 年，對(duì)于應(yīng)用各種氣體(如

10、氫氣、煤氣、一氧化碳等)進(jìn)展保護(hù)加熱曾有一系列專利。18891890年英國人萊克獲得多種金屬光亮熱處理的專利。二十世紀(jì)以來，金屬物理的進(jìn)展和其它技術(shù)的移植應(yīng)用，使金屬熱處理工藝得到更大進(jìn)展19011925 年，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用轉(zhuǎn)筒爐進(jìn)展氣體滲碳 ；30 年月消滅露點(diǎn)電位差計(jì),使?fàn)t內(nèi)氣氛的碳勢(shì)到達(dá)可控，以后又爭辯出用二氧化碳紅外儀、氧探頭等進(jìn)一步把握爐內(nèi)氣氛碳勢(shì)的方法；60 年月，熱處理技術(shù)運(yùn)用了等離子場(chǎng)的作用，進(jìn)展了離子滲氮、滲碳工藝；激光、電子束技術(shù)的應(yīng)用，又使金屬獲得了的外表熱處理和化學(xué)熱處理方法。 二 金屬熱處理的工藝熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個(gè)過程，有時(shí)只有加熱和冷卻兩個(gè)過程

11、。這些過程相互連接，不行連續(xù)。直接加熱，也可以通過熔融的鹽或金屬，以至浮動(dòng)粒子進(jìn)展間接加熱。(即鋼鐵零件外表碳含量降低)，這對(duì)于熱處理后零件的外表性能有很不利的影響。因而金屬通常應(yīng)在可控氣氛或保護(hù)氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱，也可用涂料或包裝方法進(jìn)展保護(hù)加熱。主要問題。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異，但一般都是加熱到相變溫度以上，以獲得需要的組織。另外轉(zhuǎn)變需要肯定的時(shí)間，因此當(dāng)金屬工件外表到達(dá)要求的加熱溫度時(shí)，還須在此溫度保持肯定時(shí)間，使內(nèi)外溫度全都，使顯微組織轉(zhuǎn)變完全，這段時(shí)間稱為保溫時(shí)間。承受高能密度加熱和外表熱處理時(shí)，加熱速度極快，一般就沒有保溫時(shí)間或保溫時(shí)間很短，而化

12、學(xué)熱處理的保溫時(shí)間往往較長。不同而有不同的要求，例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進(jìn)展淬硬。廣的金屬，而且鋼鐵顯微組織也最為簡單，因此鋼鐵熱處理工藝種類繁多。處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種根本工藝。作為最終熱處理。710的某一適當(dāng)溫度進(jìn)展長時(shí)間的保溫，再進(jìn)展冷卻，這種工藝稱為回火。退火、正火、淬火、回火是整體熱處理中的“四把火”，其中的淬火與回火關(guān)系親熱，經(jīng)常協(xié)作使用，缺一不行?！八陌鸦稹彪S著加熱溫度和冷卻方式的不同，又演化出不同的熱處理工藝 。為了獲得肯定的強(qiáng)度和韌性，把淬火和高溫回火結(jié)合起來的工藝，稱為調(diào)質(zhì)。某些合金淬火形成過飽和固溶體 這樣的熱處理工藝稱為時(shí)效

13、處理。把壓力加工形變與熱處理有效而嚴(yán)密地結(jié)合起來進(jìn)展，使工 件獲得很好的強(qiáng)度、韌性協(xié)作的方法稱為形變熱處理；在負(fù)壓氣氛或真空中進(jìn)展的熱處理稱為 真空熱處理，它不僅能使工件不氧化，不脫碳，保持處理后工件外表光滑，提高工件的性能， 還可以通入滲劑進(jìn)展化學(xué)熱處理。激光和電子束等?；瘜W(xué)熱處理是通過轉(zhuǎn)變工件表層化學(xué)成分、組織和性能的金屬熱處理工藝?；瘜W(xué)熱處理與外表熱處理不同之處是后者轉(zhuǎn)變了工件表層的化學(xué)成分?；瘜W(xué)熱處理是將工件放在含碳、氮或其它合金元素的介質(zhì)(氣體、液體、固體)中加熱，保溫較長時(shí)間，從而使工件表層滲入碳、氮、硼和鉻等元素。滲入元素后，有時(shí)還要進(jìn)展其它熱處理工藝如淬火及回火。化學(xué)熱處理的主

14、要方法有滲碳、滲氮、滲金屬、復(fù)合滲等。熱處理是機(jī)械零件和工模具制造過程中的重要工序之一。大體來說，它可以保證和提高工熱加工。部需要經(jīng)過熱處理方可使用。2.11% 。鋼是經(jīng)濟(jì)建設(shè)中極為重要的金屬材料。鋼按化學(xué)成分分為碳素鋼簡稱碳鋼與合金鋼兩大類。碳鋼是由生鐵冶煉獲得的合金，除鐵、碳為其主要成格外，還含有少量的錳、硅、硫、磷等雜質(zhì)。碳鋼具有肯定的機(jī)械性能，又有良好的工藝性能，且價(jià)格低廉。因此，碳鋼獲得了廣泛的應(yīng)用。但隨著現(xiàn)代工業(yè)與科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)展，碳鋼的性能已不能完全滿足需要，于是人們研制了各種合金鋼。合金鋼是在碳鋼根底上，有目的地參加某些元素稱為合金元素而得到的多元合金。與碳鋼比，合金鋼的性能

15、有顯著的提高，故應(yīng)用日益廣泛。用途、化學(xué)成分、質(zhì)量的不同，可將鋼分為很多類：一按鋼材的用途可分為構(gòu)造鋼、工具鋼、特別性能鋼三大類。構(gòu)造鋼：1.用作各種機(jī)器零件的鋼。它包括滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼及滾動(dòng)軸承鋼。2用作工程構(gòu)造的鋼。它包括碳素鋼中的甲、乙、特類鋼及一般低合金鋼。工具鋼：用來制造各種工具的鋼。依據(jù)工具用途不同可分為刃具鋼、模具鋼與量具鋼。特別性能鋼：是具有特別物理化學(xué)性能的鋼?？煞譃椴讳P鋼、耐熱鋼、耐磨鋼、磁鋼等。二按鋼材的化學(xué)成分可分為碳素鋼和合金鋼兩大類。碳素鋼：按含碳量又可分為低碳鋼含碳量0.25%；中碳鋼0.25%含碳量0.6%；高碳鋼含碳量0.6%。合金鋼：按合金元素含量又可

16、分為低合金鋼合金元素總含量5%；中合金鋼合金元素總含量=5%-10%；高合金鋼合金元素總含量10%。此外，依據(jù)鋼中所含主要合金元素種 類不同，也可分為錳鋼、鉻鋼、鉻鎳鋼、鉻錳鈦鋼等。三鋼材中有害雜質(zhì)磷、硫的含量可分為一般鋼含磷量0.045%、含硫量0.055%；或磷、硫含量均0.050%；優(yōu)質(zhì)鋼磷、硫含量含硫量0.030%。酸性平爐、堿性平爐，空氣轉(zhuǎn)爐鋼酸與電爐鋼。按冶煉時(shí)脫氧程度，將鋼分為沸騰鋼脫氧不完全，冷靜鋼脫氧比較完全及半冷靜鋼。工具鋼等。均0.040%；高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼含磷量0.035%、四 金屬材料的機(jī)械性能性能的好壞，打算了它的使用范圍與使用壽命。過程中各機(jī)械零件都將承受不同載荷的作用

17、。金屬材料在載荷作用下抵抗破壞的性能，稱為機(jī)械性能或稱為力學(xué)性能。金屬材料的機(jī)械性能是零件的設(shè)計(jì)和選材時(shí)的主要依據(jù)。外加載荷性質(zhì)不同例如拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)、沖擊、循環(huán)載荷等，對(duì)金屬材料要求的機(jī)械性能也將分別爭辯各種機(jī)械性能。強(qiáng)度過量塑性變形或斷裂的性能。由于載荷的作用方式有拉伸、壓縮、彎曲、剪切等形式，所以強(qiáng)度也分為抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等。各種強(qiáng)度間常有肯定的聯(lián)系，使用中一般較多以抗拉強(qiáng)度作為最根本的強(qiáng)度指標(biāo)。塑性塑性是指金屬材料在載荷作用下，產(chǎn)生塑性變形永久變形而不破壞的力量。硬度是用肯定幾何外形的壓頭在肯定載荷下壓入被測(cè)試的金屬材料外表，依據(jù)被壓入程度來測(cè)定其硬度值。常用的

18、方法有布氏硬度HB、洛氏硬度HRA、HRB、HRC和維氏硬度HV等方 法。疲乏器零件都是在循環(huán)載荷下工作的，在這種條件下零件會(huì)產(chǎn)生疲乏。沖擊韌性沖擊韌性。五退火-淬火-回火(一)退火的種類完全退火和等溫退火完全退火又稱重結(jié)晶退火，一般簡稱為退火，這種退火主要用于亞共析成分的各種碳鋼和合或作為某些工件的預(yù)先熱處理。球化退火如制造刃具，量具，模具所用的鋼種。其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性，并為以后淬火作好預(yù)備。去應(yīng)力退火或高溫回火，這種退火主要用來消退鑄件，鍛件，焊接件，熱軋件，冷拉件等的剩余應(yīng)力。假設(shè)這些應(yīng)力不予消退，將會(huì)引起鋼件在肯定時(shí)間以后，或在隨后的切削加工過程中產(chǎn)生變形或裂紋。(二)淬火水和油。鹽水淬火的工件，簡潔得到高的硬度和光滑的外表，不簡潔產(chǎn)生淬不硬的軟點(diǎn)，但卻 易使工件變形嚴(yán)峻，甚至發(fā)生開裂。而用油作淬火介質(zhì)只適用于過冷奧氏體的穩(wěn)定性比較大的 一些合金鋼或小尺寸的碳鋼工件的淬火。(三)回火使鋼件發(fā)生變形甚至開裂。能的要求，可以通過適當(dāng)回火的協(xié)作來調(diào)整硬度，減小脆性，得到所需要的韌性，塑性。穩(wěn)定工件尺寸或正火后常承受高溫回火，使鋼中碳化物適當(dāng)聚攏，將硬度降低，以利切削加工。六 常用爐型的選擇爐型應(yīng)依據(jù)不同的工藝要求及工件的