金属工艺学第一篇金属材料的基础知识下

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1、五铁碳合金状态图组织转变及应用1、分析自液态冷却至室温时合金的组织转变过程及室温组织室温组织:PFAF＋AA+AA1）共析钢（T8钢）1点以上L1～2L＋A2～3A3点A→P3点以下PA共析钢的结晶过程2）亚共析钢(45钢）室温组织：F+P亚共析钢的结晶过程FFAAAAAAAAFFFA1点以上L(1～2L＋δ)2～3A+L3～4A4~5A+F5点A→P5点以下P+F3）过共析钢（T10)室温组织：P+Fe3C（网状）过共析钢的结晶过程AAAAAAFAF1点以上L1~2L+A2~3A3~4A+Fe3CII4点A→P4点以下P+Fe3CI

2、I4）亚共晶白口生铁AAAAAAAALeLe’Le1点以上L1~2A+L2点共晶反应2~3A+Fe3CII+Ld3点共析反应3点以下P+Fe3CII+Ld’注明：Fe3CII—二次渗碳体Ld—高温莱氏体Ld’—低温莱氏体室温组织P+Fe3CII+Ld’2、分析钢从室温加热转变至奥氏体状态(俗称奥氏体化)的组织变化AFPLeLe共析钢P→A亚共析钢F+P→F＋A→A过共析钢P＋Fe3CII→A＋Fe3CII钢和白口铸铁结晶过程分析典型铁碳合金在相图中的位置231LAAL+P1LAAL+A+P+F432F41LL+A+P+Fe3C23A

3、AFe3C1L2LeLe’1LA+L+LeP+Fe3C+Le’A+Le+32AFe3C31L2L+Fe3CFe3C+Fe3C+Le’Le1．钢2．生铁共析钢:亚共析钢:过共析钢:共晶生铁:亚共晶生铁:过共晶生铁:铁碳合金的结晶过程及组织转变过程总结复习题1.说明晶粒粗细对力学性能的影响2.何谓铁的同素异晶转变，并用反应式和冷却结晶曲线分别描述3.说明F、A、Fe3C、P的名称、含碳量、晶体类型及力学性能特征4.依Fe-C状态图分析缓慢冷却条件下45钢和T10钢的结晶过程与室温组织。第三章钢的热处理1、概述应用:机床制造中，热处理零件占

4、60%~70%，汽车制造中，热处理零件占70%~80%。刀具、模具和滚动轴承约占100%。方法:通过对钢件重新加热，保温并在不同条件下的冷却获得所需组织和性能。普通热处理:退火、正火、淬火、回火；表面热处理:表面淬火、化学热处理意义:将钢件在固态下使之改善内部组织和提高其力学性能，但不允许改变形状。热处理工艺的包括加热、保温、和冷却三个基本阶段由于各种热处理时起作用的主要因素是温度和时间，所以各种热处理都用温度—时间坐标图的曲线来表示——热处理工艺曲线。临界温度保温冷却加热时间温度2.钢在加热时的组织转变为了在热处理后获得所需的性能

5、，大多数工艺（淬火、正火、退火）都要将钢加热到临界温度以上，获得全部或部分奥氏体组织，并使其成分均匀化，即进行奥氏体化——组织转变,再以不同的冷却方式或速度转变成所需要的组织,已获得预期的性能。①转变温度C%在加热（冷却）时Fe—Fe3C状态图中各临界点的位置根据相图，共析钢加热PSK线（A1）以上时，完全转变为奥氏体；而亚共析钢和过共析钢必须加热到GS线（A3）和ES线（Acm)以上才能全部获得奥氏体。铁碳合金状态图中的组织转变的临界温度是A1、A3、Acm。实际加热时临界温度的位置用Ac1、Ac3、Accm表示；实际冷却时的位置A

6、r1、Ar3、Arcm表示。②奥氏体的形成共析钢中奥氏体形成过程示意图奥氏体的形成分四个步骤：奥氏体晶核的形成；奥氏体晶核的长大；剩余渗碳体的溶解；奥氏体成分的均匀化。???亚共析钢A化过程???过共析钢A化过程加热温度和保温时间，温度越高，时间越长，A晶粒越粗大碳含量：C%越大，A晶粒越粗大合金含量：除Mn、P外大多数合金能阻碍A晶粒长大一般采用快速高温加热的短时保温以获得细小A晶粒。3.钢在冷却时的组织转变室温时钢的力学性能，不仅与加热、保温后所获得的奥氏体晶粒大小等有关，而且决定于奥氏体经冷却转变后所获得的组织，而冷却方式和冷却

7、速度对奥氏体的组织转变有直接的关系。冷却方式通常有两种：连续冷却——使加热到奥氏体的钢，在温度连续下降的过程中发生组织转变。如在热处理生产上经常使用的，在水中、油中或空气中冷却等都是连续冷却方式。等温冷却——使加热到奥氏体的钢，先以较快的冷却速度冷到A1线以下的一定的温度，这时奥氏体尚未转变，但成为过冷奥氏体。然后进行保温，使奥氏体等温下发生转变。转变完成后再冷却到室温。如等温退火属于等温冷却方式。等温转变：是指进行一系列不同过冷度的等温冷却实验，可以测出过冷奥氏体保温过程中开始转变时间和转变终了时间,标注在温度—时间坐标系中，然后将

8、开始转变时间和转变终了时间分别连接起来，这种曲线类似英文字母“C”又称“C”曲线。共析钢奥氏体的等温转变曲线共析钢奥氏体等温转变曲线共析钢奥氏体等温转变曲线①珠光体转变区高温转变产物（F+Fe3C）在Ar1—550℃之间