第1章 铁碳相图和铁碳合金缓冷后的组织.ppt

金属材料及热处理;第一章 铁碳相图和铁碳合金缓冷后的组织;;二、铁碳合金的凝固过程 通常按有无共晶转变将Fe-C合金分为钢和铸铁两部分，即含C量2.11%的为钢，含C量2.11%的为铸铁。按组织分为工业纯铁、亚共析钢、共析钢、过共析钢、亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁。;三、铁碳合金中的碳化物 1) 渗碳体（Cementite）： Fe3C，是一种 具有复杂晶体结构的化合物，属于正交晶系。 2) ε碳化物：Fe2.4C，具有密集六角点阵结构，是亚稳相。 3) χ碳化物：又称H?gg碳化物，Fe2.2C或Fe2C5，具有底心单斜点阵。;第二章 钢的热处理原理和工艺;加热;第二节 钢加热时的组织转变;一、奥氏体的形成过程(以共析钢为例);二、共析钢奥氏体的等温形成动力学;图2.4 共析钢奥氏体等温形成图;奥氏体等温形成动力学的影响因素： 温度 原始组织 合金元素;三、奥氏体晶粒大小及其影响因素 晶粒大小及其表示方法:采用与标准金相图片相比较的方法，来确定晶粒度的级别，晶粒度的级别N和放大100倍时每平方英寸（6.45cm2)视野中的平均晶粒数n的关系为： ;图2.5 奥氏体晶粒度示意图; 晶粒度：晶粒大小的尺度。 1 起始晶粒度 2 实际晶粒度 3 本质晶粒度 ;图2.6 两类钢的平均晶粒直径随加热温度的变化; 晶粒大小的影响因素： 1 加热温度和保温时间 2 加热速度 3 合金元素; 过热：由于加热工艺不当(加热温度过高、保温时间过长等)而引起实际奥氏体晶粒粗大，在随后的淬火或正火得到十分粗大的组织，从而使钢的机械性能严重恶化，此现象称为过热。 通过正火、退火的重结晶可以消除过热组织(非平衡组织则难以消除)。 过烧：由于加热工艺不当(加热温度过高、保温时间过长等)而引起奥氏体晶界熔化的现象称为过烧。通过正火、退火的重结晶不能消除过烧组织。 ;第三节 过冷奥氏体转变图;一、共析钢的过冷奥氏体等温转变图(TTT) 1、过冷奥氏体等温转变图的建立;图2.7 亚共析钢过冷奥氏体等温 转变图;2、影响过冷奥氏体等温转变图的因素 含C量 合金元素 加热条件 原始组织 应力 塑性变形;3、过冷奥氏体等温转变图的应用 TTT图是制定等温热处理工艺的有效依 据，例如：等温淬火、等温退火等。;二、过冷奥氏体的连续冷却转变 1、过冷奥氏体连续冷却转变图(CCT)的建立 ;图2.10 亚共析钢和过共析钢过冷奥氏体连续冷却转变图;2、过冷奥氏体连续冷却转变图(CCT)的应用 CCT图是制定连续冷却热处理工艺的有效依据：预测热处理后零件的组织和性能；确定临界冷速；选择淬火介质。; 3、共析钢CCT曲线与TTT曲线的对比;第四节 珠光体转变;一、珠光体形态和性能 1. 珠光体形态;图2.11 片状珠光体的形成示意图;图2.11 片状珠光体形成时C原子的扩散示意图;2、分支形成机理 与片状珠光体的形成机理相似，只是在分枝形成机理中珠光体区域的铁素体和渗碳体具有相同的取向，渗碳体的晶核形成后，向前长大过程中不断分枝，而铁素体协调的在渗碳体枝间形成，从而形成渗碳体和铁素体的两相混合组织。;三、粒状珠光体 粒状珠光体是渗碳体以颗粒的形式分布在铁素体基体上。 形成的先决条件是奥氏体化温度较低，此时奥氏体中残存未溶渗碳体质点和高碳区，缓冷至A1以下较小过冷度下，高碳区非自发形核或未熔碳化物直接长大成渗碳体颗粒，周围的低碳区变成铁素体，从而形成粒状珠光体。;四、亚(过)共析钢的珠光体转变 伪共析组织：非共析成分的合金在冷却过程中却获得类似共析成分的组织。 离异共析：共析组织中与先共析相相同的相依附先共析相成长，另一相孤立的分布在先共析相之间，失去共晶组织的特征。 ;图2.12 Fe-Fe3C准平衡相图;第五节 马氏体转变;一、马氏体的晶体结构 晶体结构类型：体心立方和体心正方 马氏体正方度：c轴与a轴长度的比值，即c/a，称为马氏体的正方度。当c/a1时，称为正方马氏体， c/a=1时称为立方马氏体。;二、马氏体的组织形态 片状马氏体：内部由孪晶组成 板条马氏体：内部存在大量的位错;图2.14 马氏体形态与C含量之间的关系;三、马氏体的性能 高强度、高硬度;四、马氏体转变的特点 表面浮凸、共格相界面、非恒温转变 ;五、奥氏体的稳定化 热稳定化 机械稳定化 化学稳定化 ;第六节 贝氏体转