钢铁材料的热处理.docx

钢铁材料的热处理 铁碳合金的基本组织 序号 名称 说明 1 晶粒、晶界 多晶体物质在结晶时，由于众多晶核同时生长，互相妨碍，以致不能自由长大，长到互相接触时停止生长，形成的无规则外形的晶体颗粒称为晶粒。晶粒与晶粒之间的分界称为晶界 2 相、相界 在金属或合金中，凡具有均匀的物理和化学性能成分相同、结构相同并有界面相互隔开的均匀组成部分，称为相。相与相之间的界面，称为相界 3 固溶体 组成合金的一种金属元素的晶体中溶有另一种元素的原子形成的固态相，称为固溶体。固溶体一般有较高的强度、良好的塑性、耐蚀性以及高的电阻和磁性 4 金属化合物 合金中不同元素的原子相互作用形成的、晶格类型和性能都完全不同于其组成元素的，具有金属特性的固态相，称为金屑化合物。金屑化合物多数具有熔点高、硬而脆的特点，是合金中很重要的强化相 5 奥氏体 奥氏体是碳和其他元素溶解在γ-Fe中的固溶体。奥氏体具有面心立方晶格、塑性好，一般在高温下存在 6 铁素体 铁素体是碳和其他元素溶解在α-Fe中的固溶体。铁素体具有体心方立晶格，含碳量极少，其性能与纯铁极为相似，也叫纯铁体 7 渗碳体 渗碳体是铁和碳的化合物，也称碳化三铁(Fe3C)，含碳量(Wc)为6.69％，具有复杂的晶格结构。其性能硬而脆，几乎没有塑性 8 珠光体 珠光体是铁素体和渗碳体相间排列的片层状组织。因其显微组织有指纹状的珍珠光泽而得名。珠光体的力学性能介于铁素体和渗碳体之间，强度、硬度适中，并有良好的塑性和韧性 9 莱氏体 莱氏体是铁碳合金中的一种共晶组织。在高温由奥氏体和渗碳体、在室温由珠光体和渗碳体构成。含碳(wc)4.3％，性硬而脆。通常仅存在于白口铁中，在某些高碳高合金钢(例如：高速工具钢、Crl2型合金工具钢）中，也会出现，但数量较少 10 索氏体 索氏体也称细珠光体，属珠光体类组织。是奥氏体在低于珠光体形成温度分解而成的铁索体和渗碳体的混合体，其层片比珠光体细，仅在高倍显微镜下才能辨别出来。硬度、强度和冲击韧性都较珠光体为高 11 托氏体 托氏体也称极细珠光体，也属珠光体类组织。由奥氏体在低于索氏体形成温度分解而成的铁素体和渗碳体的混合体，其层片比索氏体更细，只有在电子显微镜下，才能辨别出来。其强度和硬度均高于索氏体 12 贝氏体 贝氏体是过饱和铁索体和渗碳体的混合物，又分为上贝氏体和下贝氏体。下贝氏体性能优于上贝氏体 13 马氏体 马氏体通常是指碳在α-Fe中的过饱和固溶体。钢中马氏体的硬度随含碳量的增加而提高。高碳马氏体硬度高而脆，低碳马氏体则有较高的韧性。但无论含碳多少，马氏体都是奥氏体转变产物中硬度最高的 14 带状碳化物 含铬滚动轴承钢钢锭中的结晶偏析在热加工变形中延伸而成的碳化物富集带，叫带状碳化物。带状碳化物严重时会造成轴承零件淬火、回火后硬度、组织不均匀等缺陷 15 网状碳化物 过剩碳化物在晶粒边界上析出所形成的网络，即通常所称的碳化物不均匀度，网状碳化物增加钢的脆性，降低韧性 16 带状组织 经热加工后的低碳结构钢显微组织中，铁素体和珠光体沿加工方向平行成层分布的条带组织，即通称的带状组织。带状组织使钢的力学性能呈各向异性，顺加工方向的性能提高，垂直加工方向的韧性、塑性降低 17 脱碳 热加工或热处理时，钢材表面由于受炉气作用，失去全部或部分碳量，称为脱碳，标准中规定的脱碳层有全脱碳层和总脱碳层(全脱碳层+部分脱碳层)两种。钢材表面脱碳会大大降低表面硬度和耐磨性，并使轴承钢和弹簧钢的疲劳极限降低 退火、正火 工艺名称 目的 应用范围 备注 完全退火 （1）细化晶粒。（2）消除魏氏组织和带状组织。（3）降低硬度，提高塑性，利于切削加工。（4）消除内应力。（5）对于铸件可消除粗晶，提高冲击韧性、塑性和强度 （1）用于亚共析钢的中小型铸件、锻件和热轧钢材。（2）用于亚共析钢的预先热处理 （1）不能用于过共析钢，否则会使过共析钢形成网状碳化物，降低其韧性。（2）对于大型铸、锻件采用完全退火，由于应力作用，易造成变形、开裂，所以要及时消除应力 不完全退火 （1）降低硬度，提高塑性，改善切削加工性。（2）消除内应力。（3）得到球状珠光体 （1）用于无网状碳化物组织的过共析钢，很少用于亚共析钢。（2）用于高碳钢和轴承钢的预先热处理 当过共析钢中存在网状碳化物时，必须采用正火消除后，方可采用不完全退火 球化退火 （1）获得球状珠光体，消除过共析钢中的轻微网状组织。（2）降低硬度，提高塑性和韧性。（3）改善切削加工性。(4)做为淬火前的预备热处理 用于改善ωc大于0.65％的碳素工具钢、合金工具钢及轴承钢的组织；从而获得良好的加工性能，并为最后热处理做好组织准备 球化退火是不完全退火的特例和发展 等温退火 （1）采用等温退火，由于奥氏体等温分解是在恒温下进行，