热处理工艺ppt课件.ppt

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1、二钢铁材料－铁碳合金的晶体组织铁碳合金根据含碳量的不同可分为:碳钢：C<2.06%;生铁：2.06%≤C<5%.（铸铁：2.8%≤C≤4.0%)图3-340钢的显微组织×400图3-460钢的显微组织×400组织：F+P组织：P（黑色）+F（白色网状1、金属的晶体结构与结晶金属（纯铁、铜、铝等）都是晶体金属的结晶：由液态冷却变成固态，原子由不规则排列→有规则的排列金属结晶过程形核＋长大→晶粒金属和合金多为多晶体结构晶粒间的接触面（边界）称为晶界。细化晶粒的方法（1）快速冷却，增加晶核数；（2）添加高熔点弥散质点（孕育或变质处理）。晶粒粗细对力学性能影响很大。一般规律：晶粒愈

2、细，强度、硬度愈高，塑性、韧性愈好。2、纯铁的晶体结构形式1）体心立方晶格α－Fe2）面心立方晶格γ－Fe纯铁在晶体状态下有两种原子（离子）排列形式：纯金属结晶的冷却曲线规律2）纯金属结晶在恒温下进行，结晶冷却曲线出现水平线段1）金属实际结晶温度低于理论结晶温度；理论结晶温度T0与实际结晶温度Tn之差称为过冷度，即3、纯铁的同素异晶转变纯铁固态下,在不同温度范围内将呈现出不同的晶格形态，这种现象称为同素异晶转变。（液体）1538℃(体心)1394℃(面心)912℃(体心)2）用反应式表示1）用冷却曲线表示4、钢铁内部的基本组织部分碳溶于铁的晶格间隙，铁的晶格类型不变（有一定的畸变

3、）。奥氏体（A）—碳（C）溶入γ-Fe中所形成的固溶体铁素体（F）—碳（C）溶入α-Fe中所形成的固溶体1）固溶体铁素体F600℃0.006%C727℃0.0218%C力学性能：σb=250MPa；δ=45%~50%；HBS=80。奥氏体A1147℃2.06%C727℃0.77%℃力学性能：σb=250~350MPa；HBS=160~200；δ=40%~45%。渗碳体球压（Fe3C）800HBW（用硬质合金头测定）（石墨）铸铁生产中性能硬而脆，但塑性、韧性低。2）金属化合物3）同晶粒内的机械混合物白色F基体中嵌入黑片状Fe3C良好的力学性能：σb=750MPa；δ=20%－25

4、%；αk=30-40（J/cm2）。成分：C＝0.77%珠光体P（F+Fe3C）莱氏体（Le，4.3%C）727℃以上为高温Le（A+Fe3C）727℃以下为低温Le’（P+Fe3C）力学性能与Fe3C相似，硬而脆三铁碳合金状态图显示各种不同碳量的铁碳合金在不同温度下组织形态的热分析图形1、Fe–C合金状态图的构成1）两条水平线ECF（1148℃）PSK（727℃）2）4个基本相液相(L)；奥氏体(A)；铁素体(F)；渗碳体相(Fe3C)。2、Fe–C合金状态图的特性分析1）共晶线—ECF（C点—共晶点）说明：含2.06%~6.67%C的Fe–C合金(生铁)都将在1148℃时

5、发生莱氏体转变，即共晶转变。1148℃表示共晶反应：2）共析线－PSK（S点－共析点）说明：含0.0218%~2.06%C的Fe–C合金(钢)都将在727℃时发生珠光体转变，即共析转变。在热处理中，该线温度常以A1表示，冷却时用Ar1，加热时用Ac1。727℃表示共析反应：3）两条固溶线－GS、ESES自高碳奥氏体冷却过程中析出Fe3C的起始线。温度常以Acm表示。（冷却：Arm；加热：Acm）GS自低碳奥氏体冷却过程中析出铁素体晶粒的起始线，该温度常以A3表示。（冷却：Ar3；加热：Ac3）四铁碳合金分类(据C%不同分)以E点（C2.06%）为界，分为钢和生铁两类。生铁结晶时有

6、莱氏体转变，组织中有莱氏体。钢以S点（0.77%C）为界，分为：亚共析钢C＜0.77%；共析钢C＝0.77%；过共析钢C＞0.77%。生铁以C点（4.3%C）为界，分为：亚共晶生铁2.06%＜C＜4.3%；共晶生铁C＝4.3%；过共晶生铁C＞4.3%～6.67％。铸铁：一般是指用来制造铸件的生铁，为亚共晶生铁。C＝2.8%~4.0%。五铁碳合金状态图的应用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亚共析钢的结晶过程2）亚共析钢(45钢）室温组织：F+P亚共析钢的结晶过

7、程FFAAAAAAAAFFFA1点以上L1～2L＋δ2～3A+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+Fe3CII4）亚共晶白口生铁1点以上L1~2A+L2点共晶反应2~3A+Fe3CII+Le3点共析反应3点以下P+Fe3CII+Le’注明：Fe3CII—二次渗碳体Le—高温莱氏体Le’—低温莱氏体室温组织P+F