机械制造基础 第三章 钢热处理.ppt

索氏体 形成温度650-600℃,片层较薄，800-1000倍光镜下可辨，符号S 表示。 电镜形貌 光镜形貌 托氏体：形成温度600-550℃，片层极薄，电镜下可 辨，符号T 表示。 电镜形貌 光镜形貌 珠光体、索氏体、屈氏体三种组织无本质区 别，只是形态上的粗细之分，其界限也是相对的。 转变温度越低，片间距越小，相界面越多，钢 的强度、硬度越高，塑性和韧性略有改善。 片间距 ?b HRC ? 2.中温转变（贝氏体型转变）：550℃~Ms 贝氏体（B）：含过饱和碳的铁素体与渗碳体的机 械混合物 形成过程通过形核及核长大完成，转变温度 较低，铁原子不能扩散，碳原子扩散不充分，晶 格类型改变通过切变实现。属于半扩散型转变 发生贝氏体转变时， 首先在奥氏体中的贫 碳区形成铁素体晶 核，含碳量介于奥氏 体与平衡铁素体之 间，为过饱和铁素体。 转变温度较高（550-350℃) 时，条片状铁素体从奥氏 体晶界向晶内平行生长，随铁素体条伸长和变宽，碳 原子向条间奥氏体富集，最后在铁素体条间析出Fe3C 短棒，奥氏体消失，形成B上 。 上贝氏体转变过程 转变温度较低（350- 230℃) 时，铁素体在晶界或晶内 某些晶面上长成针状，由于碳原子扩散能力低，迁移 不能逾越铁素体片的范围，碳在铁素体的一定晶面上 以断续碳化物小片的形式析出。 下贝氏体转变 上贝氏体（B上）： 550~350℃ 光镜下呈羽毛状. 电镜下为不连续棒状的 渗碳体分布于自奥氏体 晶界向晶内平行生长的 铁素体条之间。 光镜下 电镜下 下贝氏体(B下)：350℃~MS 光镜下 电镜下 光镜下呈竹叶状，电镜下 为细片状碳化物分布于铁 素体针内，与铁素体针长 轴方向呈55-60o角。 上贝氏体：脆性较大，强度较低无实用价值。 下贝氏体：较高硬度和强度，良好的塑性和韧 性，具有良好的综合力学性能，是生产上常用的 强化组织之一。等温淬火的方法获得 共析钢过冷奥氏体的等温转变 亚共析钢和过共析钢的等温转变图 二、过冷奥氏体的连续冷却转变 1.过冷奥氏体的连续冷却转变图 连续冷却转变图：钢经奥氏体化后，在不同冷却 速度的连续冷却条件下，过冷奥氏体转变为亚稳 态产物时，转变开始及转变终了的时间与转变温 度之间的关系曲线图 过冷奥氏体连续冷却转变产物的组织和性能 较等温转变曲线向右下方移动，只有C曲线上 半部分，没有中温贝氏体转变区域 按不同冷却速度冷却时，过冷奥氏体的转变 产物接近于连续冷却转变曲线与等温转变曲线相 交温度范围内所发生的等温转变产物 将连续冷却的冷却曲线叠画在等温转变图上 45钢850℃油冷组织 M+T 马氏体转变 冷却速度大于vk时，奥氏体快速冷却，转变 快，铁、碳原子不及扩散，铁原子进行短距离移 动发生晶格改组，过饱和碳来不及以渗碳体的形 式从α-Fe中析出，奥氏体中碳全部过量地溶解在 α-Fe晶格中 马氏体（M ）：碳在α-Fe中的过饱和固溶体 马氏体转化是强化金属材料的重要途径之一 马氏体转变特点 马氏体组织 转变过程在一定温度范围内 连续冷却中进行 Ms点称为上马氏体点， 冷却至Mf点时，马氏体转变 终止，Mf称为下马氏体 转变是一个无扩散型转变。 转变过冷度大，转变温度低，转变过程中没有成分变化，马氏体含碳量是原奥氏体含碳量 马氏体转变特点 马氏体转变没有孕育期。形成速度极快，瞬间形核，瞬间长大 奥氏体向马氏体的转变不完全。剩余的奥氏体称为残余奥氏体 马氏体组织 马氏体的组织形态 板条状马氏体 立体形态呈细长的扁 棒状，光镜下为一束束 细条组织。每束内条与 条之间尺寸大致相同并 呈平行排列，一个奥氏 体晶粒内可形成几个取 向不同的马氏体束。 光镜下 电镜下 电镜下，板条内的亚结 构主要是高密度位错， ?=1012/cm2，又称位错马 氏体。主要产生于低碳 钢（wc0.2%）的淬火 组织中 SEM TEM 针状马氏体 立体形态为双凸透镜形的片状。 显微组织为针状。电镜下，亚 结构主要是孪晶，又称孪晶马 氏体。主要产生于高碳钢 （wc1.0%）的淬火组织中 电镜下 电镜下 光镜下 马氏体的力学性能 高强度 过饱和碳引起的晶格畸变，即固溶强化 马氏体转变时造成的大量晶体缺陷和组织的细化 过饱和碳以弥散碳化物的形式析出 硬度 主要取决于含碳量 含碳量增加，硬度增 加。含碳量大于0.6% 时，硬度趋于平缓。 合金元素对马氏体硬度影响不大。 马氏体硬度、韧性与含碳量的关系 C% 塑性和韧性 针状马氏体碳的过饱和度大，晶格畸变严重，形成时互相接触撞击产生显微裂纹，硬度高，脆性大，塑性韧性差； 板条状马氏体含碳量低，形成温度高，产生“自回火”现象，碳化物析出弥散均