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时间:2020-04-01
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1、枝晶偏析的合金对合金的力学性能影响较大。容易导致合金塑性韧性下降;易引起晶间腐蚀,降低合金的抗蚀性能。要消除枝晶偏析采用均匀化退火(扩散退火)工业纯铁:塑性较好,强度较低,具有铁磁性,在一般的机器制造中很少应用,常用的是铁碳合金铁素体(F):碳溶于a-Fe中的一种间隙固溶体,体心立方晶体结构,组织和性能与工业纯铁相同奥氏体(A):碳溶于g-Fe中的一种间隙固溶体,具有面心立方晶体结构,塑性好,变形抗力小,易于锻造成型渗碳体:铁和碳的金属化合物(即Fe3C)属于复杂结构的间隙化合物,硬而脆,强度很低,耐磨性好,是一个亚稳定的化合物,在一定
2、温度下可分解为铁和石墨珠光体(P):铁素体和渗碳体的机械混合物,是两者呈层片相间的组织,即层片状组织特征,可以通过热处理得到另一种珠光体的组织形态1.纯铁(﹤0.0218%C)2.钢(0.0218%~2.11%C)亚共析钢(0.0218%~0.77%C)共析钢(0.77%C)过共析钢(0.77%C~2.11%C)过共晶白口(4.3%~6.69%C)共晶白口铁(4.3%C)亚共晶白口铁(2.11~4.3%C)3.白口铸铁(2.11%~6.69%C)1.亚共析钢的组织是由铁素体和珠光体组成,随含碳量的增加。其组织中珠光体的数量随之增加,因而
3、强度、硬度也升高,塑性、韧性不断下降。2.过共析钢的组织是由珠光体和网状二次渗碳体组成,随着钢中含碳量的增加,其组织中珠光体的数量不断减少,而网状二次渗碳体的数量相对增加,因因强度、硬度上升,而塑性、韧性值不断下降。但是,当钢中Wc﹥0.9%时,二次渗碳体将沿晶界形成完整的网状形态,此时虽然硬度继续增高,但因网状二次渗碳体割裂基体,故使钢的强度呈迅速下降趋势。至于塑性和韧性,则随着含碳量的增加而不断降低σe-—弹性极限σs—屈服极限σb—强度极限晶粒细化:→强度↑,且塑韧性↑4.3.1回复1)特征:温度低,光学显微组织未变化,亚结构发生
4、了变化(位错、点缺陷密度降低,甚至出现亚晶界,三个阶段)2)性能:力性变化不明显(强硬度到高温回复阶段有所降低,但不大内应力部分消除,导电率升高4.3.2再结晶1)特征:温度较高(纯金属:TR≈0.4Tm),重新形核,无畸变的新晶粒完全取代旧晶粒2)性能:强硬度显著降低,塑韧性显著提高(变形前水平)内应力完全消除3)结晶驱动力与再结晶温度4.3.3晶粒长大性能:强硬度进一步降低,塑韧性提高,但若严重粗化则降低控制:温度、时间,防止过分长大亚(过)共析钢过冷A的等温转变与共析钢相比,C曲线左移,多一条过冷AàF(Fe3CⅡ)的转变开始线,
5、且Ms、Mf线上(下)移。连续冷却转变产物CCT和TTT曲线的比较CCT位于TTT曲线右下方CCT中没有A→B转变炉冷→P(V≈0)空冷→S(V≤Vk')油冷→T+M+A'(Vk'~Vk)水冷→M+A' (V≥Vk)C%<0.25%时,为板条M(低碳M)。C%>1.0%时,为针状M。C%=0.25~1.0%时,为混合M。C%↑→M硬度↑针状M硬度高,塑韧性差。板条M强度高,塑韧性较好。亚共析钢连续冷却转变炉冷→F+P空冷→F+S油冷→T+M水冷→M过共析钢连续冷却转变炉冷→P+Fe3CⅡ空冷→S+Fe3CⅡ油冷→T+M+A'水冷→M+
6、A'转变温度对共析钢硬度和韧性的影响按转变温度的高低,转变产物分别是:P、S、T,上B、下B、M,其硬度依次增加。1.退火:加热、保温后,缓冷(炉冷)→近平衡组织P(+F或Fe3CII)扩散退火:加热至略低于固相线目的:使成分、组织均匀再结晶退火::加热温度TR+30~50℃目的:消除加工硬化去应力退火:加热温度<Ac1,一般为500~650℃目的:消除冷热加工后的内应力完全退火(亚共析钢):加热温度Ac3+20~30℃缓冷→F+P目的:细化晶粒,均匀化组织降低硬度→切削性↑等温退火:等温转变→F+P,再缓冷球化退火(过共析钢):在Ac
7、1+20~30℃等温,使Fe3CⅡ球化,再缓冷→ 球状P(F+球状Cm)目的:硬度↓,切削性↑,韧性↑2.正火:加热温度Ac3(Accm)+30~50℃,空冷→S(+F或Fe3CII)应用:1)钢的最终热处理,细化晶粒,组织均匀化,增加亚共析钢中P(S)%→强度、韧性、硬度↑2)预先热处理——淬火、球化退火前改善组织。 3)增加低碳钢的硬度,以改善切削加工性能。3.淬火(蘸火)加热到Ac3、Ac1以上,保温,快速冷却→M。淬火温度1)亚共析钢Ac3+30~50℃2)过共析钢Ac1+30~50℃,→M+Fe3CII+A',硬度大。A中C%
8、↓→M脆性↓,残余A%↓淬火温度低→M细小,淬火应力小。冷却速度:盐水>水>盐浴>油淬火方法单介质淬火:水、油冷双介质淬火:水冷+油冷分级淬火:>Ms盐浴中均温+空冷等温淬火(在盐、碱浴中)→下B淬硬性:淬
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