工程材料复习课讲解.ppt

2.影响淬透性的因素 钢的淬透性取决于临界冷却速度Vk， Vk越小 ，淬透性越高。 而Vk取决于C曲线的位置，C曲线越靠右，Vk越 小。因而凡是影响C曲线的因素都是影响淬透性 的因素。 影响Vk的基本因素是钢的化学成分和奥氏体 化条件。 （1）化学成分 除Co 外，凡溶入奥氏体的合金元素都使钢的淬透性提高 正常加热条件下：合金钢＞碳钢。（Me对J起主要作用） 碳钢中，亚共析钢：C%↑，J↑ 过共析钢：C%↑，J↓ 所以淬透性最好的碳钢是共析钢 （2）奥氏体化条件的影响 A化温度↑，保温时间↓，A晶粒越粗大、成分越均匀， 过冷A越稳定，C曲线右移，Vk↓，J↑ 3.淬透性J与淬硬层深度δ的关系 J是钢的属性之一，主要受内因影响； δ除与钢的J有关外还受外界因素影响 a：在其他条件（如工件尺寸、淬火介质）相同时J↑的钢δ↑ b：工件尺寸↓，淬火介质冷却速度↑（心部冷却速度↑）δ↑ 三、 金属结晶后的晶粒大小 金属晶粒的大小可以用单位体积内晶粒的数目来表示。数目越多，晶体越小。实验表明，晶粒大小对金属的力学性能、物理性能和化学性能均有很大的影响。如金属的强度、硬度、塑性和韧性等都随晶粒细化而提高。 结晶后晶粒大小与形核率N和晶核的长大速率G两个因素有关。 图3-7 形核率N和长大速率G与过冷度ΔT的关系 工业生产中，为了细化铸件的晶粒，以改善其性能，常采用以下方法： （一）增加过冷度 但对于大铸锭或大铸件，要获得大的过冷度不易办到，更不易使整个体积均匀冷却，冷却速度过大往往导致铸件开裂而报废。 （二）变质处理 在液态金属结晶前，介入一些细小的编变质剂。 （三）附加振动 金属结晶时，如对液态金属加机械振动、超声波振动、电磁振动等。 图3-8 纯铁的冷却曲线 四、 金属的同素异晶转变 金属在固态下随温度的改变，由一种晶格变为另一种晶格的现象，称为金属的同素异晶转变。由同素异晶转变所得到的不同晶格的晶体，称为同素异晶体。 图3-8为纯铁的冷却曲线。可知纯铁能够发生同素异晶转变。 图3-12 Cu—Ni合金相图及结晶过程分析 二、 二元匀晶相图 凡是在二元合金系中，两组元在液态和固态下以任何比例均可相互溶解，即在固态下能形成无限固溶体时，其相图属匀晶相图。以Cu—Ni合金相图为例，对匀晶相图进行分析。 （一）相图分析 线： 液相线、固相线 区： 液相（L）区、固相（a） 区、液固两相共存（L+a）区 液相线 固相线 液相（L）区 固相（a）区 固液相（L+a）两区 （二）杠杆定律 杠杆定律就是确定两相区内两个组成相（平衡相）以及相的成分和相的相对量的重要法则。 图3-13 杠杆定律示意图 a）相图中的杠杆定律 b）杠杆定律的力学比喻 2、 两平衡相相对量的确定 1.确定两平衡相的成分：x1、x2 以成分为支点，远离该相的线段代表该相。 整个线段为总重量。如ab代表总重量，ca和cb分别带到a相和L相 一、相图分析 L单相区 α单相区 α+β双相区 L+α双相区 L+β双相区 L+α+β三相共存区(MEN水平线) β单相区 一个三相区 (L+α+β,水平线MEN) 三个双相区 (L+α、α+β、L+β) 区：三个单相区 (L、α、β) 共晶线MEN 溶解度曲线MF、NG 固相线AMENB 线：液相线AEB 点： E--共晶点 共晶相图：凡是二元合金系中两组元在液态能完全互溶，而在固态互相有限溶解，并发生共晶转变的相图。 三、二元共晶相图 组织组成物：显微组织中能清楚区分，组成显微组织的独立部分 α固溶体 L L+α固溶体 L+β固溶体 β固溶体 α+βⅡ α+(α+β)+βⅡ β+(α+β)+ αⅡ 组织组成物标注的相图 L+ ? L+ Fe3C ?+Fe3C ?+Fe3C ? L 0.77 A G Q 727 ?C 4.3 2.11 1148 ?C Fe 0 6.69 Fe3C Temperature (?C) Temperature (?C) C, wt% 1538 ?C 912 ?C P S K E C F D 三相区2个： 两条水平线 两相区5个： L+γ、 L+Fe3C、 γ+α、 γ+Fe3C、 α+Fe3C ? ? + ? 单相区4个： γ、α、 L、 Fe3C Fe-Fe3C相图分析 相图的液相线是ACD, 固相线是AEC