热处理知识点.doc

硬度——材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力称为硬度。（布氏硬度，洛氏硬度） 强度 疲劳强度　是指金属材料在多次交变载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。交变载荷或重复应力使金属材料在远低于其屈服点时即发生断裂，因此具有很大的危险性，常造成严重事故。 铁碳合金的基本组织 纯铁的同素异构转变 可以形成体心立方和面心立方两种晶格的同素异晶体。纯铁的熔点为1538℃，冷至熔点以下时，出现体心立方结构的δ-Fe。当温度下降到1394℃时，体心立方的δ-Fe转变为面心立方结构，称为γ-Fe。在912℃时，γ-Fe又变为体心立方结构，称为α-Fe。再继续冷却时，晶格类型不发生变化。由于纯铁具有这种同素异构转变，因而才有可能对钢和铸铁进行各种热处理，以改变其组织和性能。（原理） 在铁碳合金中，铁和碳互相结合的方式是：在液态时，铁和碳可以无限互溶；在固态时，碳可溶于铁中形成固溶体；当碳含量超过固态溶解度时，则出现化合物。此外，还可以形成由固溶体和化合物组成的混合物。现将在固态下出现的几种基本组织分述如下。 （1）铁素体。碳溶解在α铁中形成的固溶体叫做铁素体，通常用F表示。它仍保持α铁的体心立方结构。α铁溶解碳的能力很小，随温度的不同而不同。在600℃时的溶解度仅有0.008%，在727℃时溶解度最大达0.0218%。 铁素体含碳量很少，与纯铁相似，韧性很好，延伸率δ＝45%～50%；强度和硬度均不高，σb≈250 MPa，HB=80。在显微镜下观察铁素体为均匀明亮的多边形晶粒。 （2）奥氏体。碳溶解在γ铁中形成的固溶体叫做奥氏体。通常用A表示。它仍保持γ铁的面心立方结构。γ铁溶解碳的能力比α铁大，在1148℃时溶解度最大达2.11%。温度降低时，溶解度也降低，在727℃时，溶解度为0.77%。 稳定的奥氏体在钢内存在的最低温度是727℃。奥氏体的硬度不是很高（HB＝160～200），塑性很好，是绝大多数钢种在高温进行压力加工时所要求的组织。在显微镜下观察，奥氏体晶粒呈多边形，晶界较铁素体平直。 （3）渗碳体。铁与碳形成稳定的化合物Fe3C叫渗碳体。它的碳含量为6.69%，具有复杂的晶格形式，与铁的晶格截然不同，故其性能与铁素体差别很大。 渗碳体的硬度很高（HB＞800），而塑性极差，几乎为零，是一个硬而脆的组织。渗碳体在钢中与其他组织共存时其形态可能呈片状、网状或粒状等，由于它在钢中分布的形态的不同，对机械性能有很大的影响。渗碳体在一定条件下可以分解成铁和石墨，这在铸铁中有重要的意义。 （4）珠光体。铁素体和渗碳体组成的机械混合物叫做珠光体．通常用P表示。由于珠光体是由硬的珠光体片和软的铁素体片相间组成的混合物，故机械性能介于渗碳体和铁素体之间。它的强度较好（σb≈75 0MPa），HB约为180。 （5）莱氏体。由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物叫做莱氏体，用Le表示。它只在高温（727℃以上）存在。在727℃以下时，莱氏体是由珠光体和渗碳体组成的机械混合物，用Le表示。莱氏体的机械性能和渗碳体相似，硬度很高（HB＞700），塑性极差。1.5.2 钢的退火与正火 共析钢，亚共析钢 共析钢的组织转变 奥氏体的含碳量为0.77%，当冷却到S点时，就全部转变为珠光体。这种组织的钢，为共析钢 ② 亚共析钢的组织转变 奥氏体的合碳量低于0.77%，当冷却到GS线时，开始先析出铁素体。随着温度下降，铁素体不断增加，奥氏体逐渐减少。当冷却到PS线时，铁素体析出完毕，剩余的奥氏体含碳量变为0.77%，就转变为珠光体。因此GS线与PS线之间的结晶组织是铁素体和奥氏体，PS线以下的结晶组织是铁素体和珠光体。这种组织的钢称为亚共析钢，其显微组织如图1.12所示。 ③ 过共析钢的组织转变 奥氏体的含碳量为0.77%～2.11%，当冷却到ES线时，开始先析出二次渗碳体。随着温度下降，二次渗碳体不断增加，奥氏体逐渐减少。当冷却到Se线时，二次渗碳体析出完毕；剩余的奥氏体含碳量变为0.77%，就转变为珠光体。因此，ES线与Se线之间的结晶组织是二次渗碳体和奥氏体，Se线以下的结晶组织是二次渗碳体和珠光体。这种组织的钢称为过共析钢 1．退火 软化 退火的工艺特点是将工件加热、保温后，随炉缓慢冷却。退火的主要目的是：提高钢的塑性，便于成型加工；降低钢的硬度，便于切削加工；细化晶粒，均匀组织，改善钢的机械性能；消除工件加热后的内应力。 根据不同的工件和退火目的，应用不同的退火方法。常用的退火方法如下。 （1）完全退火。完全退火主要用于亚共析钢。加热温度为Ac3＋20℃～30℃；保温时使钢的原来组织全部成为单一均匀的奥氏体；然后随炉缓冷，使奥氏体充分转变成为正常的铁素体和珠光体。 （2）球化退火。球化退火主要用于过