第4章 机械制造基础.pptVIP

4.2.1热处理的相关概念1.铁碳合金及其分类（1）工业纯铁：指碳的质量分数小于0.0218%到铁碳合金。（2）钢：指碳的质量分数为0.0218％～2.11％之间的铁碳合金。亚共析钢：0.0218％＜wC＜0.77％共析钢：wC＝0.77％过共析钢：0.77％＜wC＜2.11％（3）白口铸铁：指碳的质量分数为2.11％～6.69％之间的铁碳合金。第29页，共74页，星期日，2025年，2月5日4.2.1热处理的相关概念2.固溶体将糖溶于水中，可以得到糖在水中的“液溶体”，其中水是溶剂，糖是溶质；如果糖水结成冰，便得到糖在固态水中的“固溶体”。在铁碳合金中也有类似的现象，在固态，碳可以溶于铁中，形成间隙固溶体。第30页，共74页，星期日，2025年，2月5日4.2.1热处理的相关概念3.铁的相变铁在固态下有不同的结构，纯铁随着温度的增加，由一种结构转变为另一种结构，这种现象称为相变。纯铁在室温下的结构被称为α–Fe；将纯铁加热，当温度到达912℃时，由α–Fe转变为γ–Fe；继续升高温度，到达1394℃时，由γ–Fe转变为δ–Fe。第31页，共74页，星期日，2025年，2月5日4.2.1热处理的相关概念4.铁碳合金的基本组织（1）铁素体碳溶解在α–Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体，用符号F表示。在室温状态下铁素体的性能几乎与纯铁相同，具有良好的塑性和韧性，但强度和硬度较低。铁素体在770℃有磁性转变，在770℃以下具有铁磁性，在770℃以上则失去铁磁性。第32页，共74页，星期日，2025年，2月5日4.2.1热处理的相关概念4.铁碳合金的基本组织（2）奥氏体碳溶解在γ–Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体，用符号A表示。奥氏体的强度和硬度不高，但具有很好的塑性。在一般情况下，奥氏体是一种高温组织，通常对钢材进行热变形加工时，如锻造、热轧等，都将其加热成奥氏体状态。奥氏体不呈现铁磁性。第33页，共74页，星期日，2025年，2月5日4.2.1热处理的相关概念4.铁碳合金的基本组织（3）渗碳体指碳的质量分数为6.69%的铁与碳的金属化合物，其化学式为Fe3C。渗碳体的熔点为1227℃，结构较复杂，硬度高，脆性大，塑性与韧性很小。渗碳体在230℃以下具有弱铁磁性，在230℃以上则失去铁磁性。第34页，共74页，星期日，2025年，2月5日4.2.1热处理的相关概念4.铁碳合金的基本组织（4）珠光体珠光体是铁素体与渗碳体的混合物，用符号P表示。珠光体的性能介于铁素体和渗碳体之间，有一定的强度和塑性，硬度适中，是一种综合力学性能较好的组织。第35页，共74页，星期日，2025年，2月5日4.2.1热处理的相关概念4.铁碳合金的基本组织（5）莱氏体莱氏体是奥氏体与渗碳体的混合物，用符号Ld表示。莱氏体的性能与渗碳体相似，硬度很高，塑性很差。第36页，共74页，星期日，2025年，2月5日4.2.1热处理的相关概念4.铁碳合金的基本组织（6）马氏体和贝氏体马氏体指碳在α–Fe中的过饱和固溶体，用M表示。马氏体具有高的强度和硬度。贝氏体是钢过冷奥氏体的中温（350℃～550℃）转变产物，是α–Fe和Fe3C的复合组织。第37页，共74页，星期日，2025年，2月5日4.2.1热处理的相关概念5.临界点(相变点)金属或合金在加热或冷却过程中发生组织转变的温度称为临界点（相变点）。AC1是指一般加热条件下珠光体向奥氏体转变的临界点，AC3是指非平衡加热状态下铁素体完全溶解转变成奥氏体的临界点。第38页，共74页，星期日，2025年，2月5日4.2.2退火与正火1.钢的退火退火是指将工件加热到适当的温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。退火的主要目的是：降低工件的硬度，提高塑性，以利于切削加工或压力加工；消除内应力，减少变形；提高组织和成分的均匀化；或为后续的热处理做好组织准备等。第39页，共74页，星期日，2025年，2月5日4.2.2退火与正火（1）完全退火完全退火是指将工件加热后变成全部的奥氏体组织，保温一段时间后缓慢冷却，最终获得室温组织为铁素体和珠光体的退火工艺。完全退火主要用于亚共析钢的铸件、锻件和焊接件等，可以降低钢的硬度，充分消除内应力，为后续加工做准备。过共析钢不宜采用完全退火