金相組織和熱處理

1、Ac1 線又叫做共析線，是指含碳量在0.77%2.11% 的鐵碳合金冷卻到此線時(shí)，在 727 度恒溫下發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，即A0.77%F0.0218%+Fe3C 。Ac3是加熱時(shí)鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的終了溫度。鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3 （亞共析鋼）或 Ac1 （過共析鋼）以上某一 溫度，保溫一段時(shí)間，使之全部或部分奧氏體化， 然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到 Ms （馬氏轉(zhuǎn)變溫度）以下（或 Ms附近等溫）進(jìn)行馬氏體（或貝氏體） 轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。通常也將鋁合金、銅合金、鈦合金、鋼化玻璃 等材料的固溶 處理或帶有快速冷卻過程的熱處理工藝稱為淬火。工藝過程 包括加熱、保溫、冷卻 3 個(gè)階段。

2、 回火是工件淬硬后加熱到 AC1 以下的某一溫度，保溫一定時(shí)間，然 后冷卻到室溫的熱處理工藝。回火一般緊接著淬火進(jìn)行，其目的是：（a）消除工件淬火時(shí)產(chǎn)生的殘留應(yīng)力，防止變形和開裂；（b）調(diào)整工件的硬度、強(qiáng)度、塑性和韌性，達(dá)到使用性能要求；（c）穩(wěn)定組織與尺寸，保證精度；（d）改善和提高加工性能。因此，回火是工件獲得所需性能的最后一道 重要工序。 按回火溫度范圍， 回火可分為低溫回火、 中溫回火和高 溫回火。（1）低溫回火（1）低溫回火 工件在250C以下進(jìn)行的回火。目的是保持淬火工件高的硬度和耐磨性，降低淬火殘留應(yīng)力和脆性 回火后得到回火馬氏體，指淬火馬氏體低溫 回火時(shí)得到的組織。力學(xué)性能：5

3、864HRC，高的硬度和耐磨性。應(yīng)用范圍：刃具、量具、模具、滾動(dòng)軸承、滲碳及表面淬火的零件等。（2）中溫回火（2）中溫回火 工件在250500 C之間進(jìn)行的回火。目的是得到較高的彈性和屈服點(diǎn)，適當(dāng)?shù)捻g性。1預(yù)先熱處理 回火后得到回火托氏體， 指馬氏體回火時(shí)形成的鐵素體基體內(nèi)分布著極其 細(xì)小球狀碳化物 （或 滲碳體）的復(fù)相組織。力學(xué)性能：3550HRC，較高的彈性極限、屈服點(diǎn)和一定的韌性。應(yīng)用范圍：彈簧、鍛模、沖擊工具等。（3）高溫回火（3）高溫回火 工件在500 C以上進(jìn)行的回火。 目的是得到強(qiáng)度、塑性和韌性都較好的綜合力學(xué)性能。回火后得到回火索氏體，指馬氏體回火時(shí)形成的鐵素體基體內(nèi)分布著 細(xì)

4、小球狀碳化物（包括滲碳體） 的復(fù)相組織。 力 學(xué)性能：200350HBS （約20-35HRC ）,較好的綜合力學(xué)性能。應(yīng)用范圍：廣泛用于各種較重要的受力結(jié)構(gòu)件，如連桿、 螺栓、齒輪 及軸類零件等。 工件淬火并高溫回火的復(fù)合熱 處理工藝稱為調(diào)質(zhì)。 調(diào)質(zhì)不僅作最終熱處理，也可作一些精密零件或感應(yīng)淬火件預(yù)先熱處 理。正火是將工件加熱到適當(dāng)溫度（Ac3或ACcm以上3050C）（見鋼鐵顯微組織），保溫后在空氣中冷卻的金屬熱處理工藝。 正火主要用于鋼鐵工件。 一般鋼鐵正火與退火相 似， 但冷卻速度稍大，組織較細(xì)。有些臨界冷卻速度（見淬火）很小的鋼，在空氣中冷卻 就可以 使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，這種處理不

5、屬于正火性質(zhì)，而稱為空冷淬火。與此相反， 一些用臨 界冷卻速度較大的鋼制作的大截面工件， 即使在水中淬火也不能得到馬氏體， 淬 火的效果接 近正火。鋼正火后的硬度比退火高。正火時(shí)不必像退火那樣使工件隨爐冷卻， 占用 爐子時(shí)間短，生產(chǎn)效率高，所以在生產(chǎn)中一般盡可能用正火代替退火。對(duì)于含碳量低 于 0.2 5的低碳鋼，正火后達(dá)到的硬度適中，比退火更便于切削加工，一般均采用正火為 切削加 工作準(zhǔn)備。對(duì)含碳量為 0.250.5的中碳鋼，正火后也可以滿足切削加工的要求。 對(duì)于用 這類鋼制作的輕載荷零件， 正火還可以作為最終熱處理。 高碳工具鋼和軸承鋼正 火是為了消 除組織中的網(wǎng)狀碳化物， 為球化退火作組

6、織準(zhǔn)備。 2 鋼的熱處理種類分為整體 熱處理和表面熱處理兩大類。常用的整體熱處理有退火，正火、淬火和回火；表面熱處理可分為表面淬火與化學(xué)熱處理兩類。正火是將鋼件加熱到臨界溫度以上30-50 C ,保溫適當(dāng)時(shí)間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝稱為正火。正火的主要目的是細(xì)化組織，改善鋼的性能，獲得接近平衡狀態(tài)的組織。 正火與退火工藝相比，其主要區(qū)別是正火的冷卻速 度稍快， 所以正火熱處理的 生產(chǎn)周期短。 故退火與正火同樣能達(dá)到零件性能要求時(shí)， 盡可 能選用正火。 大部分中、 低碳鋼的坯料一般都采用正火熱處理。 一般合金鋼坯料常采用退火， 若用正火，由于冷卻速 度較快，使其正火后硬度較高，不利于切

7、削加工。45 鋼（ 45 鋼表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.45%）正火和調(diào)質(zhì)后性能比較見 下表所示。45鋼（$ 20m葉$ 40mm正火和調(diào)質(zhì)后性能比較 力學(xué)性熱處理方法力學(xué)性能（抗拉強(qiáng) 度）d b/Mpa 700- 80 0 75085 0 SX 10能 （屈服 強(qiáng)度 力學(xué)性 能（沖擊 功或沖 擊 韌性）Ak/J HBS 16322 0 21025 0索氏體+鐵素體 回火索 氏體 力學(xué)性 能 組織 正 火1520 4064調(diào)質(zhì)2025 6496鋼淬火后在 300 C左右回火時(shí)，易產(chǎn)生不可逆回火 脆性，為避免它，一 般不在250350 C范圍內(nèi)回火。 含鉻、鎳、錳等元素的合金鋼淬火 后在50

8、0650C回火，緩冷易產(chǎn)生 可逆回火脆性，為防止它，小零件可采用回火時(shí)快冷； 大零件可選用含鎢 或鉬的合金鋼。3正火，又稱常化 ，是將工件加熱至 Ac3或Accm以上3050 C,保溫一段時(shí) 間后， 從爐中取出在空氣中或噴水、噴霧或吹風(fēng)冷卻的金屬熱處理工藝。其目的是在于使晶粒細(xì)化和碳化物分布均勻化。正火與退火的不同點(diǎn)是正火冷卻速度比退火冷卻速度稍快，因而正火組織要比退火組織更細(xì)一些， 其機(jī)械性能也有所提高。另外，正火爐外冷卻不占用設(shè) 備，生產(chǎn)率較高， 因此生產(chǎn)中盡可能采用正火來代替退火。正火的主要應(yīng)用范圍有： 用于 低碳鋼 ，正火后硬度略高于退火，韌 性也較好， 可作為 切削加工的預(yù)處理。用于

9、中碳鋼，可代替調(diào)質(zhì)處理作 為最后熱處理，也可作為用感應(yīng)加熱方法進(jìn)行表面淬火前的預(yù)備處理。用于工具鋼、軸承鋼、滲碳鋼等，可以消降或抑制網(wǎng)狀碳化物的形成，從而得到球化退火所需的良好組織。用于 鑄鋼件，可以細(xì)化鑄態(tài)組織，改 善切削加工性能。用于大型鍛件，可作為最后熱處理，從而避免淬火時(shí)較大的開裂傾向。用于球墨鑄鐵，使硬度、強(qiáng)度、耐磨性得到提高，如用于制造汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)的曲軸、 連桿等重要零件。 過共析鋼球 化退火前進(jìn)行一次正火，可消除網(wǎng)狀 二次滲碳體，以保證球化退火時(shí)滲碳 體全部球粒化。正火后的組織：亞共析鋼為F+S,共析鋼為S,過共析鋼為 S+二次滲碳 體，且為不連續(xù)。 退火將金屬緩慢加熱到

10、一定溫度，保持足夠時(shí)間，然后以適宜速度冷卻（通常是緩慢 冷卻，有時(shí)是控制冷卻 ）的一種金屬熱處理工藝。 目的是使經(jīng)過鑄造、鍛軋、焊接或切削加工的材 料或工件軟化，改善塑性和韌性，使 化學(xué)成分均勻化，去除殘余應(yīng)力，或得到預(yù)期的物理 性能。退火工藝隨目的之不同而 有多種，如等溫退火、均勻化退火、球化退火、去除應(yīng)力 退火、再結(jié)晶退火，以及穩(wěn) 定化退火、磁場(chǎng)退火等等。 1、金屬工具使用時(shí)因受熱而失去 原有的硬度。 2、把金屬材料或工件加熱到一定溫度并持續(xù)一定時(shí)間后，使緩慢冷卻。退火可 以減低金屬硬度和脆性，增加可塑性。也叫燜火。4 退火目的 退火 目的 （1） 降低硬度，改善切削加工性； （2）消除殘

11、余應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，減少變形與裂紋傾向；（3）細(xì)化晶粒，調(diào)整組織，消除組織缺陷。 在生產(chǎn)中，退火工藝應(yīng)用很廣泛。根據(jù)工件要求退火的目的不 同，退火的工藝規(guī) 范有多種，常用的有完全退火、球化退火、和去應(yīng)力退火等。退火方法退火的一個(gè)最主要工藝參數(shù)是最高加熱溫度 （退火溫度） ，大多數(shù)合金的退火加 熱溫度的 選擇是以該合金系的相圖為基礎(chǔ)的,如碳素鋼以鐵碳平衡圖為基礎(chǔ)（圖 1） 。 各 種 鋼 （包括 碳 素 鋼 及 合 金 鋼 ）的 退 火 溫 度 ， 視 具 體 退 火 目 的 的 不 同 而 在 各 該 鋼 種 的 Ac3 以上、 Ac1 以上或以下的某一溫度。 各種非鐵合金的退火溫度則在各 該合

12、金的固 相線溫度以下、 固溶度線溫度以上或以下的某一溫度。 重結(jié)晶退火 完全退火 ） 重結(jié)晶退 火 （ 完全退火 ） 應(yīng)用于平衡加熱和冷卻時(shí)有固態(tài)相變（重結(jié)晶 ）發(fā)生的合金。 其退火溫度為各該合 金的相變溫度區(qū)間以上或 退火 以內(nèi)的某一溫度。 加熱和冷卻都是緩慢的。 合金于加熱和冷卻過程中各發(fā)生一次相變 重結(jié)晶，故稱為重結(jié)晶退火， 常被簡稱為退火。 這 種退火方法，相當(dāng)普遍地應(yīng)用于鋼。鋼的重結(jié)晶退火工藝是 :緩慢加熱到 Ac3 （亞共析鋼） 或Ac1 （共析鋼或過共析鋼）以上3050C,保持適當(dāng)時(shí)間，然后緩慢冷卻下來。通過加熱過程中發(fā)生的珠光體 （或者還有先共析的鐵素體或滲碳體） 轉(zhuǎn)變 為奧氏

13、體 （第一回相 變重結(jié)晶） 以及冷卻過程中發(fā)生的與此相反的第二回相變重結(jié)晶，形成晶粒較細(xì)、 片層較厚、組織均勻的珠光體 （或者還有先共析鐵素體或滲碳體 ）。退 火溫度在 Ac3 以上（亞共析 鋼）使鋼發(fā)生完全的重結(jié)晶者，稱為完全退火，退火溫度 5 在 Ac1 與 Ac3 之間 （亞共析 鋼）或 Ac1 與 Acm 之間（過共析鋼） ,使鋼發(fā)生部分的重 結(jié)晶者 ,稱為不完全退火。前者主要用于亞共析鋼的鑄件、鍛軋件、焊件，以消除組 織缺陷（如魏氏組織、帶狀組織等） ， 使組織變細(xì)和變均勻，以提高鋼件的塑性和韌 性。后者主要用于中碳和高碳鋼及低合金結(jié) 構(gòu)鋼的鍛軋件。此種鍛、軋件若鍛、軋后 的冷卻速度

14、較大時(shí)，形成的珠光體較細(xì)、硬度較 高；若停鍛、停軋溫度過低，鋼件中 還有大的內(nèi)應(yīng)力。此時(shí)可用不完全退火代替完全退火， 使珠光體發(fā)生重結(jié)晶 ,晶粒變細(xì)，同時(shí)也降低硬度，消除內(nèi)應(yīng)力 ,改善被切削性。此外 ,退火 溫度在 Ac1 與 Acm 之間的過共析鋼球化退火 ,也是不完全退火。 重結(jié)晶退火也用于非鐵 合金，例如鈦合金于加熱和冷卻時(shí)發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，低溫為a 相（密排六方結(jié)構(gòu)），高溫為B相（體心立方結(jié)構(gòu)），其中間是“a +兩'相區(qū)， 即相變溫度區(qū)間。為了得到接近平衡的室溫穩(wěn)定組織和細(xì)化晶粒， 也進(jìn)行重結(jié)晶退火， 即緩慢加熱到高于相變溫度區(qū)間不多 的溫度，保溫適當(dāng)時(shí)間，使合金轉(zhuǎn)變?yōu)锽相的細(xì)

15、 小晶粒；然后緩慢冷卻下來，使B相再轉(zhuǎn)變?yōu)閍相或a + B兩相的細(xì)小晶粒。等溫退火應(yīng)用于鋼和某些非鐵合金如鈦合金的一種控制冷卻的退火方法。對(duì)鋼來說，是緩 慢加熱到 Ac3 （亞共析 退火鋼）或 Ac1 （共析鋼 和過共析鋼）以上不多的溫度，保溫一段時(shí)間 ,使鋼奧氏體化 ,然后迅速移入溫度在 A1 以 下不多的另一爐內(nèi)，等溫保持直到奧氏體全部轉(zhuǎn)變?yōu)槠瑢訝钪楣怏w（亞共析鋼還有先共析鐵素體；過共析鋼還有先共析滲碳體）為止，最后以任 意速度冷卻下來 （通常是出爐在空氣 中冷卻 ）。等溫保持的大致溫度范圍在所處理鋼種的等溫轉(zhuǎn)變圖上 A1 至珠光體轉(zhuǎn)變鼻尖溫度這一區(qū)間之內(nèi) （見過冷奧氏體轉(zhuǎn)變圖 ）；具體溫

16、度和時(shí)間，主要根據(jù)退火后所要求的硬 度來確定（圖 2）。等溫溫度不可過低或過 高，過低則退火后硬度偏高；過高則等溫保持 時(shí)間需要延長。鋼的等溫退火的目的， 與重結(jié)晶退火基本相同 ,但工藝操作和所需設(shè)備都比 較復(fù)雜 ,所以通常主要是應(yīng)用于過冷奧氏體在珠光體型相變溫度區(qū)間轉(zhuǎn)變相當(dāng)緩慢的合金鋼。后者若采用重結(jié)晶退火方 法，往往需要數(shù)十小時(shí)，很不經(jīng)濟(jì)；采用等溫退火則能大大 縮短生產(chǎn)周期，并能使整 6 個(gè)工件獲得更為均勻的組織和性能。等溫退火也可在鋼的熱加 工的不同階段來用。例 如,若讓空冷淬硬性合金鋼由高溫空冷到室溫時(shí)，當(dāng)心部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏 體之時(shí)，在已發(fā)生了馬氏體相變的外層就會(huì)出現(xiàn)裂紋 ;若將該類鋼的熱

17、鋼錠或鋼坯在冷卻過 程中放入700C左右的等溫爐內(nèi)， 保持等溫直到珠光體相變完成后，再出爐空冷，則可免生裂紋。含B相穩(wěn)定化元素較高的鈦合金，其3相相當(dāng)穩(wěn)定，容易被過冷。 過冷的3相，其等溫轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)曲線（圖3）與鋼的過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖相似。為了縮短重結(jié)晶退火的生產(chǎn)周期并獲得更細(xì)、更均勻的組織，亦可采用等溫退火。均勻化退火亦稱擴(kuò)散退火。應(yīng)用于鋼及非鐵合金（如錫青銅、硅青銅、白銅、鎂合金等）的鑄錠或鑄件的一種退火 退火方法。將鑄錠或鑄件加熱到各該合金的固相線溫度以下的某一較高溫度,長時(shí)間保溫 , 然后緩慢冷卻下來。均勻化退火是使合金中的元素發(fā)生固態(tài)擴(kuò)散，來減輕化學(xué)成分不均勻性（偏析） ，主要是減

18、輕晶粒尺度內(nèi)的化學(xué)成分不均勻性（晶內(nèi)偏析或稱枝晶偏析）。均勻化退火溫度所以如此之高，是為了加快合金元素?cái)U(kuò)散，盡可能縮短保溫時(shí)間。合金鋼的均勻化退火溫度遠(yuǎn)高于Ac3，通常是10501200 C。非鐵合金錠進(jìn)行均勻化退火的溫度一般是“0.95固相線溫度（K） ”均勻化退火因加熱溫度高，保溫時(shí)間 長，所以熱能消耗量大。球化退火只應(yīng)用于鋼的一種退火方法。將鋼加熱到稍低于或稍高于 Ac1 的溫度或者使溫度在 Ac1 上下周期變化，然后緩冷下來。目的在于使珠光體內(nèi)的片狀滲碳體以及先共析 滲碳體都變?yōu)榍蛄?，均勻分布于鐵素體基體中（這種組織稱為球化珠光體 ）。具有這 種組織的中碳鋼和高碳鋼硬度低、被切削性好

19、、冷形變能力大。對(duì)工具鋼來說，這種組織是淬火前最好的原始組織。 去應(yīng)力退火將鋼件加熱到稍高于 Ac1 的溫度，保溫一定時(shí)間后隨 爐冷卻到550600 C出爐空7冷的熱處理工藝稱為去應(yīng)力退火。去應(yīng)力加熱溫度低，在退 火過程中無組織轉(zhuǎn)變，主 要適用于毛坯件及經(jīng)過切削加工的零件，目的是為了消除毛坯和零件中的殘余應(yīng)力， 穩(wěn)定工件尺寸及形狀，減少零件在切削加工和使用過程中的形變和裂紋傾向。 球化退火的具體工藝有普通（緩冷）球化退火（圖4a）,緩冷適用于多數(shù)鋼種，尤其是裝爐量大時(shí)，操作比較方便，但生產(chǎn)周期長；等溫球化退火（圖4b），適用于多數(shù)鋼種， 特別是 難于球化的鋼以及球化質(zhì)量要求高的鋼 （如滾動(dòng)軸承

20、鋼） ；其生產(chǎn) 周期比普通球化退 火短，不過需要有能夠控制共析轉(zhuǎn)變前冷卻速率的爐子；周期球化退 火（圖 4c）， 適用于原始組織為片層狀珠光體組織的鋼，其生產(chǎn)周期也比普通球化退火短，不過在 設(shè)備裝爐量大的條件下，很難按控制要求改變溫度，故在生產(chǎn)中未廣泛采用； 低溫 球化退火（圖 4d） ，適用于經(jīng)過冷形變加工的鋼以及淬火硬化過的鋼（后者通常 稱為高溫軟化回火）：形變球化退火，形變加工對(duì)球化有加速作用，將形變加工與球化結(jié) 合起來 ,可縮短球化時(shí)間。 它適用于冷、 熱形變成形的鋼件和鋼材 （如帶材） （圖 4e 是 在 Acm 或 Ac3 與 Ac1 之間進(jìn)行短時(shí)間、大形變量的熱形變加工者；圖 4

21、f 是在常溫 先 予以形變加工者； 圖 4g 是利用鍛造余熱進(jìn)行球化者） 。 再結(jié)晶退火工藝應(yīng)用于經(jīng)過冷變 形加工的金屬及合金的一種退火方法。目的為使金屬內(nèi)部組織變?yōu)榧?xì)小的等軸晶粒，消除形變硬化， 恢復(fù)金屬或合金的塑性和形變能力 （回復(fù)和再結(jié) 晶） 。若欲保持金屬或合金表 面光亮，則可在可控氣氛的爐中或真空爐中進(jìn)行再結(jié)晶退火。 去除應(yīng)力退火 鑄、鍛、焊件在冷卻時(shí)由于各部位冷卻速度不同而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，金屬及合金在冷變形加工中以及工件在切削加工過程中也產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。若內(nèi)應(yīng)力較大而未及時(shí)予以去除，常導(dǎo)致工件變形甚至形成裂紋。去除應(yīng)力退火是將工件緩慢加熱到較低溫度（例如，灰口鑄鐵是500550C,鋼是50

22、0650 C），保溫一段時(shí)間,使 金屬內(nèi)部發(fā)生弛豫， 然后緩冷下來。應(yīng)該指出 去除 應(yīng)力退火并不能將內(nèi)應(yīng)力完全去 除，而只是部分去除， 從而消除它的有害作用。 還有一些 專用退火方法，如不銹耐酸鋼穩(wěn)定化退火；軟磁合金磁場(chǎng)退火；硅鋼片氫氣退火；可鍛鑄鐵可鍛化退火等。 將工件加熱到預(yù)定溫度， 保溫一定的時(shí)間后緩慢冷卻的金屬熱處理工藝。 退火 的目的在于：改善或消除鋼鐵在鑄造、鍛壓、軋制和焊接過程中所造成的各種組織缺陷以及殘余應(yīng)力，防止工件變形、開裂。軟化工件以便進(jìn)行切削加工。細(xì)化晶粒，改善組織以提高工件的機(jī)械性能。為最終熱處理（淬火、回火）作好組織準(zhǔn)備。常用的退火工藝有： 完全退火。用以細(xì)化中、低

23、碳鋼經(jīng)鑄造、鍛壓和焊接后8出現(xiàn)的力學(xué)性能不佳的粗大過熱組織。將工件加熱到鐵素體全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的溫度以上3050C,保溫一段時(shí)間， 然后隨爐緩慢冷卻， 在冷卻過程中奧氏體再次發(fā)生轉(zhuǎn)變， 即可使鋼的組織變細(xì)。 球化退火 。 用以降低工具鋼和軸承鋼鍛壓后的偏高硬度。將工件加熱到鋼開始形成奧氏體的溫度以上 2040 C,保溫后緩慢冷卻，在冷卻過程 中珠光體中的片層狀滲碳 體變?yōu)榍驙睿瑥亩档土擞捕?。等溫退火。用以降低某?鎳、鉻含量較高的合金結(jié)構(gòu)鋼的高硬度，以進(jìn)行切削加工。一般先以較快速度冷卻到奧氏體最不穩(wěn)定的溫度，保溫適當(dāng)時(shí)間，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橥惺象w或索氏體，硬度即可降低。再結(jié)晶退火。用以消除金屬線材

24、、薄板在冷拔、冷軋過程中的硬化現(xiàn)象（硬度 升高、塑性下降） 。加熱溫度一般為鋼 開始形成奧氏體的溫度以下50150 C，只有 這樣才能消除加工硬化效應(yīng)使金屬軟化。石墨化退火。用以使含有大量滲碳體的鑄 鐵變成塑性良好的可鍛鑄鐵。工藝操作是將鑄件 加熱到950 C左右，保溫一定時(shí)間 后適當(dāng)冷卻，使?jié)B碳體分解形成團(tuán)絮狀石墨。擴(kuò)散 退火。用以使合金鑄件化學(xué)成 分均勻化， 提高其使用性能。 方法是在不發(fā)生熔化的前提下 ， 將鑄件加熱到盡可能 高的溫度，并長時(shí)間保溫，待合金中各種元素?cái)U(kuò)散趨于均勻分布后緩 冷。去應(yīng)力退 火。用以消除鋼鐵鑄件和焊接件的內(nèi)應(yīng)力。對(duì)于鋼鐵制品加熱后開始形成奧氏體的溫 度以下100

25、200C,保溫后在空氣中冷卻，即可消除內(nèi)應(yīng)力。退火 為了消除塑料制品的內(nèi)應(yīng)力或控制結(jié)晶過程，將制品加熱到適當(dāng)?shù)臏囟炔⒈３忠欢〞r(shí)間，而后慢慢冷卻的操作。 退火 annealing 加熱使 DNA 雙螺旋解開，在一定的條件下，兩條互補(bǔ)的單 鏈依靠彼此的堿基配 對(duì)重新形成雙鏈 DNA 的過程，亦即復(fù)性過程。熱變性的 DNA 單鏈在緩慢冷卻過程中 可以達(dá)到很好的退火。退火的兩條單鏈可以來自同一個(gè)雙鏈的DNA 分子，也可以來 自不同的 DNA 分子。退火是變性的逆轉(zhuǎn)過程，它受溫度、時(shí)間、DNA 濃度、 DNA 順序的復(fù)雜性等因素的影 響。如 PCR 反應(yīng)中引物與模板 DNA 的退火，核酸 雜交中 探針與

26、被檢 DNA 的退火。 2000 年對(duì) ISO9000 族標(biāo)準(zhǔn)的修訂結(jié)果如下：1、規(guī)定如下四個(gè)核心標(biāo)準(zhǔn)：IS09000質(zhì)量管理體系基礎(chǔ)和術(shù)語；IS09001質(zhì)量管理體系要 求；ISO9004質(zhì)量管理體系業(yè)績改進(jìn)指南；ISO19011質(zhì)量和環(huán)境管理體系審核指 南。9奧氏體1奧氏體 一碳與合金元素溶解在Ye中的固溶體，仍保持 Yfe的 面心立方晶格 。 晶界比較直， 呈規(guī)則多邊形； 淬火鋼中殘余奧氏體分布在馬氏體間的空隙處 奧 氏體 鐵素體 2.鐵素體碳與合金元素溶解在a-fe 中的固溶體。亞共析鋼中的慢冷鐵素體呈塊 狀，晶界比較圓滑，當(dāng)碳含量接近共析成分時(shí)，鐵素體沿晶粒邊界析出。鐵素體 滲碳體

27、3. 滲碳體碳與鐵形成的一種化合物。 在液態(tài)鐵碳合金中， 首先單獨(dú)結(jié)晶的滲碳 體（一Acm 線析出的碳 ar1 以下時(shí)，由鐵素 10 薄片狀。 珠光體 珠光體的片間距次滲碳體）為塊狀，角不尖銳，共晶滲碳體呈骨骼狀。過共析鋼冷卻時(shí)沿 化物（二次滲碳體）呈網(wǎng)結(jié)狀，共析滲碳體呈片狀。鐵碳合金冷卻到 體中析出滲碳體 （三次滲碳體） ，在二次滲碳體上或晶界處呈不連續(xù) 4.珠光體鐵碳合金中共析反應(yīng)所形成的鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物。離取決于奧氏體分解時(shí)的過冷度。過冷度越大，所形成的珠光體 片間距離越小。在a1650C形成的珠光體片層較厚， 在金相顯微鏡下放大 400 倍以 上可分辨出平行的寬條鐵素體和細(xì)

28、條滲碳體，稱為粗珠光體、 片狀珠光體，簡稱珠光 體。在650600C形成的珠光體用金相 顯微鏡放大 500 倍，從珠光體的滲碳體上僅看 到一條黑線， 只有放大 1000 倍才能分辨的 片層，稱為索氏體。在600550 C形成的 珠光體用金相顯微鏡放大500倍，不能分辨珠光體片層， 僅看到黑色的球團(tuán)狀組織， 只有用電子顯微鏡放大 10000 倍才能分辨的片層稱 為屈氏體。 上貝氏體 5.上貝氏體過飽和 針狀鐵素體和滲碳體 的混合物，滲碳體在鐵素 體針間。過冷奧氏體在中溫（約350550C）的相變產(chǎn)物，其典型形態(tài)是一束大致平 行位向差為 68od 鐵素體板條，并在各板條間分布著沿板條長軸方向排列的

29、碳化物短棒或 小片； 典型上貝氏體呈羽毛狀，晶界為對(duì)稱軸，由于方位不同，羽毛可對(duì)稱或不對(duì)稱，鐵 素 體羽毛可呈針狀、 點(diǎn)狀、塊狀。若是高碳高合金鋼， 看不清針狀羽毛； 中碳中合金鋼， 針 狀羽毛較清楚；低碳低合金鋼，羽毛很清楚，針粗。轉(zhuǎn)變時(shí)先在晶界處形成上貝氏體，往晶內(nèi)長大，不穿晶。 下貝氏體 6.下貝氏體同上，但滲碳體在鐵素體針內(nèi)。過冷奧氏體在 350C ms的轉(zhuǎn)變產(chǎn) 物。其典型形態(tài)是雙凸透鏡狀含過飽和碳的鐵素體，并在其內(nèi)分布著 單方向排列的碳 化物小薄片；在晶內(nèi)呈針狀， 針葉不交叉，但可交接。 與回火馬氏體不同， 馬氏體有 層次之分，下貝氏體則顏色一致，下貝氏體的碳化物質(zhì)點(diǎn)比回火馬氏體粗，

30、易受 侵蝕 變黑，回火馬氏體顏色較淺， 不易受侵蝕。 高碳高合金鋼的碳化物分散度比低碳低合 金 鋼高，針葉比低碳低合金鋼細(xì)。 粒狀貝氏體 7.粒狀貝氏體大塊狀或條狀的鐵素體內(nèi)分布 著眾多小島的復(fù)相組織。過冷奧氏 體在貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)的最上部的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。剛形成時(shí) 是由條狀鐵素體合并而成的塊 狀鐵素體和小島狀富碳奧氏體組成，富碳奧氏體在隨后的冷 卻過程中，可能全部保留 成為殘余奧氏體；也可能部分或全部分解為鐵素體和滲碳體的混 合物（珠光體或貝氏 體） ；最可能部分轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，部分保留下來而形成兩相混合物， 稱為 m-a 組織。 11 無碳化物貝氏體 8.無碳化物貝氏體板條狀鐵素體單相組成的組織，

31、 也稱為鐵素體貝氏體。形成 溫度在貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)的最上部。板條鐵素體之間為富碳奧 氏體，富碳奧氏體在隨 后的冷卻過程中也有類似上面的轉(zhuǎn)變。無碳化物貝氏體一般出現(xiàn)在 低碳鋼中，在硅、 鋁含量高的鋼中也容易形成。 馬氏體 9.馬氏體碳在 a-fe 中的過飽和 固溶體。 板條馬氏體： 在低、中碳鋼及不銹鋼中形成， 由許多相互平行的板條組成一個(gè)板 條 束，一個(gè)奧氏體晶?？赊D(zhuǎn)變成幾個(gè)板條束 （通常 3 到 5 個(gè)） 。 片狀馬氏體（針狀馬氏體） ： 常見于高、中碳鋼及高 Ni 的 Fe-Ni 合金中，針葉中 有一條縫線將馬氏體分為兩半， 由于方位不同可呈針狀或塊狀， 針與針呈 120°角排列

32、， 高碳馬氏體的針葉晶界清楚，細(xì)針 狀馬氏體呈布紋狀，稱為隱晶馬氏體。 二次馬氏體 -secondary-martensite-工件回火冷 卻過程中殘留的奧氏體發(fā)生轉(zhuǎn)變形成的馬氏體?；鼗瘃R氏體 10.回火 馬氏體-馬氏體分解得到極細(xì)的過渡型碳化物與過飽和（含碳較低）的a-相混合組織它由馬氏體在150250 C時(shí)回火形成。這種組織極易受腐蝕，光學(xué)顯微鏡下呈暗黑色針狀組織（保持淬火馬氏體位向） ，與下貝氏體很相似，只有在高倍電子顯微鏡下才能看到極細(xì)小 的碳化物質(zhì)點(diǎn)?；鼗鹎象w 11.回火屈氏體一碳化物和a-相的混合物。它由馬氏體在350500C時(shí)中溫回火形成。 其組織特征是鐵素體基體內(nèi)分布著極細(xì)小

33、的粒狀碳化物， 針狀形態(tài)已逐漸消失，但仍隱約可見，碳化物在光學(xué)顯微鏡下不 能分辨，僅觀察到暗黑的組織， 在電鏡下才能清晰分辨兩相，可看出碳化物顆粒已明 顯長大?；鼗鹚魇象w 12.回火索氏體 以鐵素體為基體，基體上分布著均勻碳化物顆粒。它由馬氏體在 500650 C時(shí)高溫回火形成。其組織特征是由等軸狀鐵素體和細(xì)粒 狀碳化物構(gòu)成的復(fù)相組織，馬氏體片的痕跡已 消失，滲碳體的外形已較清晰， 但在光 12 鏡下也難分辨，在電鏡下可看到的滲碳體顆粒較 大，可看出碳化物顆粒已明顯長大。 萊氏體 13.萊氏體 奧氏體與滲碳體的共晶混合物。 呈樹枝狀的奧氏體分布在滲碳體的 基體上。粒狀珠光體 14.粒狀珠光體由

34、鐵素體和粒狀 碳化物組成。它是經(jīng)球化退火或馬氏體在650 C a1溫度范圍內(nèi)回火形成。其特征是碳化物成顆粒狀分布在鐵素體上。 魏氏組織 15.魏氏組織 如果奧氏體晶粒比較粗大，冷卻 速度又比較適宜，先共析相有可 能呈針狀（片狀）形態(tài)與片狀珠光體混合存在，稱為魏氏 組織。亞共析鋼中魏氏組 織的鐵素體的形態(tài)有片狀、 羽毛狀或三角形，粗大鐵素體呈平行 或三角形分布。它出 現(xiàn)在奧氏體晶界， 同時(shí)向晶內(nèi)生長。 過共析鋼中魏氏組織滲碳體的 形態(tài)有針狀或桿狀， 它出現(xiàn)在奧氏體晶粒的內(nèi)部。 金相組織 -鐵碳合金 金相組織 鐵碳合 金一、基本概念 1、鐵碳合金：碳鋼和鑄鐵的統(tǒng)稱，都是以鐵和碳為基本組元的合金2、

35、碳鋼：含碳量為 0.0218%2.11%的鐵碳合金 工業(yè)純鐵：含碳量小于0.0218%共析鋼：含碳量0.77% 亞共析鋼：含碳量 0.0218%0.77% 過共析鋼：含碳量 0.77%2.11% 3、鑄鐵： 含碳量大于 2.11%的鐵碳合金 共晶白口鐵含碳量 4.3% 亞共晶白口鐵含碳量 2.11% 4.3% 過共晶白口鐵含碳量4.3%6.69% 4、鐵碳合金相圖：研究鐵碳合金的工具，是研究碳鋼和鑄鐵成分、溫度、組織 和性能之間關(guān)系的理論基礎(chǔ)，也是制定各種熱加工工藝的依 據(jù)。注：由于含碳量大于 Fe3C 的含碳量（ 6.69%）時(shí)，合金太脆，無實(shí)用價(jià)值，因此 13 所討論的鐵碳合金相圖實(shí)際上是

36、Fe-Fe3C二、組元1、純鐵：純鐵指的是室溫下的aFe,強(qiáng)度、硬度低，塑性、韌性好。 2、碳：碳是非金屬元素，自然界存在的游離的碳有金剛石 和石墨,它們是同素 異構(gòu)體。3、碳在鐵碳合金中的存在形式有三種：C 與 Fe 形成金屬化合物,即滲碳體； C 以游離態(tài)的石墨存在于合金中。C 溶于 Fe 的不同晶格中形成固溶體；A.鐵素體：溶于aFe中所形成的間隙固溶體，C體心立方晶格，用符號(hào)“ F或 “a表示，鐵素體是一種強(qiáng)度和硬度低，而塑性和韌性好的相，鐵素體在室溫下可穩(wěn) 定存 在。B.奧氏體：溶于YFe中所形成的間隙固溶體，C面心立方晶格，用符號(hào)“A”或“丫表示，奧氏體強(qiáng)度低、塑性好，鋼材的熱加工

37、都在奧氏體相區(qū)進(jìn)行，奧氏體在高溫下 可穩(wěn)定存在。 C. C 與 Fe 形成金屬化合物：即滲碳體 Fe3C,Fe 與 C 組成的金屬化合物, Fe與C組成的金屬化合物，含碳量為6.69%。以“ Fe3C或 a Cm符號(hào)表示，滲碳體的熔點(diǎn)為1227C,硬度很高（HB = 800）而脆，塑性幾乎等于零。滲碳體在鋼和鑄鐵中，一般呈片狀、網(wǎng)狀或球狀存在。它的形狀和分布對(duì)鋼的性能影響很大,是鐵碳合金的重要強(qiáng)化相。碳在 a-Fe 中溶解度很低,所以常溫下碳以滲碳體或石墨的形式存在。20 號(hào)鋼金相組織圖譜擴(kuò)展閱讀： 擴(kuò)展閱讀： ? 1 金相組織標(biāo)準(zhǔn)圖譜： 大 家知道固態(tài)金屬及合金都是晶體,即在其內(nèi)部原子是按一

38、定規(guī)律排列的,排列的方式一般有三種即：體心立方晶格結(jié)構(gòu)、面心立方晶格結(jié)構(gòu)和密排六方晶格結(jié)構(gòu)。金屬是由多晶體組成的，它的多晶體結(jié)構(gòu)是在金屬結(jié)晶過程中形成的。組 成鐵碳合金的鐵具有兩種晶格結(jié) 構(gòu)：910 C以下為具有體心立方晶格結(jié)構(gòu)的a ,910 C以上為具有面心立方晶格結(jié)構(gòu)的Y鐵。如果碳原子擠到14鐵的晶格中去，而又不破壞鐵所具有的晶格結(jié)構(gòu)，這樣的物質(zhì)稱為固溶體。碳溶解到a中形成的固溶體稱鐵素體，它的溶碳能力極低，最大溶解度不超 過0.0218%。而碳溶解到 Y鐵中形成的固溶體則稱奧氏體，它的溶碳能力較最高可達(dá) 2.11%。奧氏體是鐵碳合金的高溫相。 鋼在高溫時(shí)所形成的奧氏體， 高， 過冷到72

39、7 C以下時(shí)變成不穩(wěn)定的過冷奧氏體。如以極大的冷卻速度過冷到230 C以下，這時(shí)奧氏體中的碳原子已無擴(kuò)散的可能，奧氏體將直接轉(zhuǎn)變成一種含碳過飽和的 a固溶體，稱為馬氏體。由于含碳量過飽和，引起馬氏體強(qiáng)度和硬度提高、塑性降低，脆性增大。不銹鋼的耐蝕性主要來源于鉻。 實(shí)驗(yàn)證明，只有含鉻量超過 12%時(shí)鋼的耐蝕性能才會(huì)大大提 高，因此，不銹鋼中的含鉻量一般 均不低于 12%。由于含鉻量的提高，對(duì)鋼的組織也有很 大影響，當(dāng)鉻含量高而碳含量很少時(shí)，鉻會(huì)使鐵碳平衡，圖上的 Y相區(qū)縮小，甚至消失，這種不銹鋼為 鐵素體組織結(jié)構(gòu)，加熱時(shí)不發(fā)生相變，稱為鐵素體型不銹鋼。 當(dāng)含鉻量較低 （但高于 12%），碳含量較

40、高，合金在從高溫冷卻時(shí)，極易形成馬氏體，故稱這類鋼為馬氏體型不銹鋼。鎳可以擴(kuò)展Y相區(qū)，使鋼材具有奧氏體組織。如果鎳含量足夠多，使鋼在室溫下也具有奧氏體組織結(jié)構(gòu)，則稱這種鋼為奧氏體型不銹鋼。珠光體轉(zhuǎn)變 （Pearlite 珠光體轉(zhuǎn)變 transformation） 鋼中過冷奧氏體在接近平衡態(tài)，即過冷度不大的條件下發(fā)生的共 析轉(zhuǎn)變。產(chǎn) 物由鐵素體和滲碳體組成，通常呈片層狀組織，稱為珠光體（見鐵碳合金 ）。珠光體轉(zhuǎn)變是金屬熱處理時(shí)相和組織轉(zhuǎn)變的基本類型之一。產(chǎn)物的組織形態(tài)典型的片狀珠光體金相組織如圖 1 所示。片層的厚度和完整性皆取決 于過冷度；在連續(xù)冷卻的條件下， 取決于冷卻速度 （見過冷奧氏體轉(zhuǎn)

41、變）。片層間 距（相疊的鐵素體和滲碳體厚度之 和）S=8.02/ T*104 T為過冷度，即轉(zhuǎn)變溫度與平衡態(tài)共析轉(zhuǎn)變溫度A ,（見鐵碳合金）之差。此類共析產(chǎn)物按分散度之大小又-7分為三種：珠光體、索氏體和屈氏體。S=（15004500） X 10卩胡光學(xué)顯微 鏡可分辨出片層的，稱為珠光體這一名詞又是上述三種共忻產(chǎn)物 的統(tǒng)稱）;15 S=（8001500） X 10 ，稱為索氏體（又稱淬火索氏體）；S=（300800） X 10 朗 稱為屈氏體 （又稱淬火屈氏體，還譯為托氏體、淬火托氏體）。三種珠光體 類產(chǎn)物的組織形態(tài)亦不相同，隨片層減薄，滲碳體片變彎曲，并破碎為小塊，這些都進(jìn)一步加大了組織的分

42、散度。由一個(gè)珠光體核長大所形成的實(shí)體，稱為珠光體團(tuán)，它相當(dāng)于單相轉(zhuǎn)變時(shí)的一個(gè)新相晶粒。自由生長的珠光體因外形趨向于等 -7 -7 軸（圖 2），團(tuán)的表面與母相奧 氏體是 非共格的。在團(tuán)內(nèi)，鐵素體和滲碳體雖呈極其復(fù)雜的交織狀， 但各自屬于 同一一晶粒， 或 具有很相近的晶體位向， 故每一個(gè)團(tuán)又可稱為一個(gè)珠光體雙晶粒。 在雙晶粒內(nèi)，兩相保持 一定的晶體學(xué)位向關(guān)系， 但和被長入的奧氏體晶粒之間不 存在固定的位向關(guān)系。 在特定條 件下，鋼中奧氏體共析分解產(chǎn)物中滲碳體可以成為顆粒狀， 分布在鐵素體基體上， 完全失 去片層組織的特征， 稱為粒狀 （球狀）珠光體 （見球化退火 ）。形核與生長當(dāng)過冷度不很大時(shí)

43、， 珠光體核一般在奧氏體晶粒界上形成。 滲碳體或鐵素體都可領(lǐng)先形核。 圖 3 示出滲碳體作 為領(lǐng)先相在晶界形核并長到一定尺寸的情形。此類晶界形核一般為 局部共格，即與某側(cè)晶粒（丫 具有共格界面（平直），另一側(cè)（丫 2為非共格界面。新相只能由非共格界面的推移而發(fā)生長大。當(dāng)滲碳體長到一定尺寸時(shí)，周圍奧氏體中碳濃度將下降到足以促進(jìn)形成低碳的鐵素體核。 36 表示在滲碳體 （領(lǐng)先相 ） 圖 16 一奧氏體相界面上鐵素體形核并長到一定尺寸。 當(dāng)然，它的外側(cè)又可能形成滲碳 體核，這就意味著兩相混合的珠光體核已形成。由于上述 相同的原因，珠光體核中兩相雖然都是晶界形核，但都只向非共格界面（丫 2晶粒方面生長

44、。生長的機(jī) 制，一般認(rèn)為有縱向和橫向兩種?？v向機(jī)制是以非共格相界面向奧氏體中推移的 方式，生長方向與片層面平行。橫向機(jī)制是以兩相交替在外側(cè)形核并生長到一定尺寸的方式，增加片層數(shù)，其生長方向與片層面垂直。通過對(duì)縱、橫向生長速度的適當(dāng)調(diào)整，可使共析體的外形趨于球團(tuán)狀。另一種生長機(jī)制是所謂分枝機(jī)制。 如圖 3d 所示，在生長最快 的前沿，滲碳體 （或鐵素體 ）片可發(fā)生分枝，以調(diào)節(jié)前 沿各方向的生長速度，保持共析體球 團(tuán)狀的外形。 貝氏體的組織形態(tài)隨鋼的化學(xué)成分及形成溫度的變化而變化。 貝氏體按組織 形態(tài) 的不同區(qū)分為無碳化物貝氏體， 上貝氏體，下貝氏體， 粒狀貝氏體以及柱狀貝氏 體等。 由于目前對(duì)貝

45、氏體的組織形態(tài)的劃分還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，所以還有一些其它貝氏體形態(tài)的報(bào)導(dǎo)。這里僅對(duì)最主要的無碳化物貝氏體，上貝氏體，下貝氏體 以及粒狀貝氏體等的組織 形態(tài)進(jìn)行討論。 一、無碳化物貝氏體（ B 無） 無碳化物貝氏體（ 無碳化物貝氏體由板條 鐵素體束及未轉(zhuǎn)變的奧氏體組成， 在鐵素體之間為定 無碳化物 富碳的奧氏體，鐵素體與 奧氏體內(nèi)均無碳化物析出，故稱為無碳化物貝氏體，是 貝氏體的一種特殊形態(tài)（圖 4-1）。 17 1、形成溫度范圍 在貝氏體轉(zhuǎn)變的最高溫度范圍內(nèi)形成。2、組織形態(tài) 是一種單相組織，由大致平行的鐵素體板條組成。鐵素體板條自奧氏體晶界 處形成，成束地向一側(cè)晶粒內(nèi)長 大，鐵素體板條較寬，板

46、條之間的距離也較大。 隨著貝氏體的形成溫度降低，鐵素體板條 變窄，板條之間的距離也變小。在鐵素 體板條之間分布著富碳的奧氏體。由于鐵素體與奧 氏體內(nèi)均無碳化物析出， 故稱 為無碳化物貝氏體。 富碳的奧氏體在隨后的等溫和冷卻過程 中還會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化， 可能轉(zhuǎn)變?yōu)?珠光體、 其它類型的貝氏體或馬氏體， 也有可能保持 奧氏體狀態(tài)不變。 所以說無 碳化物貝氏體是不能單獨(dú)存在的。 3、晶體學(xué)特征及亞結(jié)構(gòu) 18無碳化物貝氏體中的鐵素體形成時(shí)也能在拋光試樣表面形成浮凸。 慣習(xí)面為 111A ， 鐵 素體與母相奧氏體的位向關(guān)系為 K-S 關(guān)系。 魏氏組織鐵素體在形成時(shí) 也能引起浮凸，慣 習(xí)面 111A ，也

47、是位向關(guān)系也是 K-S 關(guān)系，形態(tài)也與無碳化物 貝氏體鐵素體極其相似， 因此多數(shù)人認(rèn)為魏氏組織鐵素體即無碳化物貝氏體。 在鐵素體內(nèi)存在著一定數(shù)量的位錯(cuò)， 位錯(cuò)密度較低。 二、上貝氏體（ B 上） 上貝氏體（ 1、 形成的溫度范圍 在貝氏體轉(zhuǎn)變 區(qū)的較高溫度區(qū)域內(nèi)形成，對(duì)于中、高碳鋼，上貝氏體大約在 350550 C之間形成。因其形 成在轉(zhuǎn)變區(qū)的高溫區(qū)，所以稱為上貝氏體。2、 組織形態(tài) 上貝氏體是一種兩相組織，由鐵素體和滲碳體組成。成束大致平行的鐵素體 滲碳體 （有時(shí)還有殘余奧氏體） 板條自奧氏 體晶界向一側(cè)或兩側(cè)奧氏體晶內(nèi)長入。 分布于鐵素體板之間，整體在光學(xué)顯微鏡下呈羽毛 狀，故可稱上貝氏體

48、為羽毛狀 貝氏體（圖 4-2）。 19 什么是下貝氏體：當(dāng)過冷奧氏體的溫 度下降到230-350 C范圍時(shí)，所形成的產(chǎn)物叫下貝氏體，但滲碳體在鐵素體針內(nèi)。由于易受浸蝕，所以在顯微鏡下呈黑色針狀特征 下貝氏體 下貝氏體的特征 典型的下貝氏體是由 含碳過飽和的片狀鐵素體和其內(nèi)部沉淀的碳化物組成的機(jī)械混合物。 20 其典型形態(tài)是雙 凸透鏡狀含過飽和碳的鐵素體， 并在其內(nèi)分布著單方向排列的碳化 物小薄片； 在晶內(nèi)呈針 狀， 針葉不交叉，但可交接。與回火馬氏體不同，馬氏體有層次之分， 下貝氏體則顏色一 致，下貝氏體的碳化物質(zhì)點(diǎn)比回火馬氏體粗，易受侵蝕變黑，回火馬氏體 顏色較淺，不易 受侵蝕。 高碳高合金

49、鋼的碳化物分散度比低碳低合金鋼高， 針葉比低碳低合 金鋼細(xì)。 下貝 氏體的空間形態(tài)呈雙凸透鏡狀，與試樣磨面相交呈片狀或針狀；在光學(xué)顯微鏡 下當(dāng)轉(zhuǎn)變量 不多時(shí)，下貝氏體呈黑色針狀或竹葉狀，針與針之間呈一定角度。在電子顯微鏡 下可以觀 察到下貝氏體中碳化物的形態(tài)，它們細(xì)小、彌散，呈粒狀或短條狀，沒著與鐵素體 長軸成55-65 度角取向平行排列。 碳鋼回火后的組織 淬火鋼經(jīng)不同溫度回火后所得到的組織不 同，通常按組織特征分為一下三種。（1）回火馬氏體。淬火鋼經(jīng)低溫回火（150250 C ），馬氏體內(nèi)脫溶沉淀析出高度彌散的碳化物質(zhì)點(diǎn)，這種組織 成為回火馬氏體?；鼗瘃R氏體仍保持 針狀特征，但容易浸蝕，故

50、顏色比淬火馬氏體深些，是暗黑色的針狀組織，如圖 11 所示。回火馬氏體具有高的強(qiáng)度和硬度， 而韌性和塑性較淬火馬氏體有明顯改善。（2）回火托氏體。淬火鋼經(jīng)中溫回火（350500 C ）得到在鐵素體基體中彌散分布著微小狀滲碳體的組織，稱 為回火托氏體。 回火托氏體中的鐵素體仍然基本保持原來針狀馬氏體的形態(tài)，滲碳體則呈細(xì)小的顆粒狀，在光 學(xué)顯微鏡下不易分辨清楚，故呈暗黑色，如圖 12 所示?；鼗鹜惺象w有較好的強(qiáng)度、硬度、韌性和很好的彈性。（3）回火索氏體。淬火鋼高溫回火 （500650 C ）得到的組織稱為回火索氏體， 其特征是已經(jīng)聚集長大了的滲碳 體顆粒均勻分布在鐵素體基體上。 回火索氏體中的鐵

51、素體已不呈針狀形態(tài)而呈等軸狀， 如圖 13 所示?；鼗鹚?氏體具有強(qiáng)度、 韌性和塑性較好的綜合機(jī)械性能。 硬度 是衡量材料軟硬程度的一個(gè)性能指標(biāo)。 硬度試驗(yàn)的 方法較多，原理也不相同，測(cè)得的硬度值和含義 也不完全一樣。最常用的是靜負(fù)荷壓入法 硬度試驗(yàn)，即布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRA，HRB，HRC）、維氏硬 度（HV），其值表示材 料表面抵抗堅(jiān)硬物體壓入的能力。而里氏硬度（HL ）、肖氏硬度（HS）則屬于回跳法硬度試驗(yàn)，其值代表金屬彈性變形功的大小。因此， 硬度不是一個(gè)單純的物理量， 而是反映材料的 彈性、塑性、強(qiáng)度 和韌性等的一種綜合性能指標(biāo)。1、鋼材的硬度 ：金屬硬度 （Hardne

52、ss）的代號(hào)為H。按硬度試驗(yàn)方法的不同，常規(guī)表示有布氏（HB）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中以HB及HRC較為常用。 HB應(yīng)用范圍較廣，HRC適用于表面高硬度材料，如熱處理硬度等。兩者區(qū)別在于硬度計(jì)之測(cè)頭不同，布氏硬度計(jì)之測(cè)頭為鋼球，而洛氏硬度計(jì)之測(cè)頭為金剛石。 HV適用于顯微鏡分析。維氏硬度（HV）以120kg 以內(nèi)的載荷和頂角為 136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值， 即為維氏硬度值 （HV） 。HL 手提式硬度計(jì)， 測(cè)量方便，利用沖擊球頭沖擊硬度表面后，產(chǎn)生彈跳；利用沖頭在距試樣表面1mm 處的 21 回彈速度與沖

53、擊速度的比值計(jì)算硬度，公式：里氏硬度HL=1OO0X VB （回彈速度）/ VA （沖擊速度）。便攜式里氏硬度計(jì)用里氏 （HL ）測(cè)量后可以轉(zhuǎn)化為：布氏（HB）、洛氏（HRC）、維氏（HV ）、 肖氏（HS）硬度?；蛴美锸显碇苯佑貌际希?HB ）、洛氏（HRC）、維氏（HV ）、 里氏（HL ）、肖氏（HS）測(cè)量硬度值。2、HB -布氏硬度； 布氏硬度（HB） 一般用于材料較軟的時(shí)候，如有色金屬、熱處理之前或退火后的鋼鐵。洛氏硬度（HRC） 一般用于 硬度較高的材料，如熱處理后的硬度等等。 布式硬度 （HB） 是以一定大小的試驗(yàn)載荷，將一定直 徑的淬硬鋼球或硬質(zhì)合金球壓入被測(cè)金屬表面，保持規(guī)

54、定時(shí)間，然后卸荷，測(cè)量被測(cè)表面壓痕直徑。布式硬度值是載荷除以壓痕球形表面積所得的商。一般為：以一定的載荷 （一般3000kg）把一定大小（直徑一般為10mm）的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時(shí)間，去載后， 負(fù)荷與其 壓痕面積之比值，即為布氏硬度值 （HB） ，單位為公斤力 /mm2 （N/mm2） 。3、洛式硬度是以壓痕塑性變形深度來確定硬度值指標(biāo)。以0.002 毫米作為一個(gè)硬度單位。當(dāng)HB>450 或者試樣 過小時(shí)，不能采用布氏硬度試驗(yàn)而改用洛氏硬度計(jì)量。它是用一個(gè)頂角 120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、 3.18mm 的鋼球，在一定載荷下壓入被測(cè)材料表面，由壓痕的深度

55、求出材料的硬度。根據(jù)試驗(yàn)材料硬度的不同，分三種不同的標(biāo)度來表示：HRA ：是采用 60kg 載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度， 用于硬度極高的材料 （如硬質(zhì)合金等 ）。 HRB ：是采用 100kg 載荷和直徑 1.58mm 淬硬的鋼球，求得的硬度，用于硬度較低的材料 （如退火鋼、鑄鐵等）。HRC :是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很 高的材料 （如淬火鋼等 ）。 另外： 1.HRC 含意是洛式硬度 C 標(biāo)尺， 2.HRC 和 HB 在生產(chǎn) 中的應(yīng)用都很廣泛 3.HRC 適用范圍 HRC 20 67，相當(dāng)于 HB225 650 若硬度高于此 范圍則用洛式硬度 A 標(biāo)尺 HRA

56、 。 若硬度低于此范圍則用洛式硬度 B 標(biāo)尺 HRB 。 布式 硬度上限值 HB650,不能高于此值。4洛氏硬度計(jì) C標(biāo)尺之壓頭為頂角120度的金剛石圓錐，試驗(yàn)載荷為一確定值， 中國標(biāo)準(zhǔn)是 150 公斤力。 布氏硬度計(jì)之壓頭為淬硬鋼球 （HBS） 或硬質(zhì)合金球（ HBW ） ，試驗(yàn)載荷隨球直徑不同而不同，從 3000 到 31.25 公斤力。 5. 洛式硬度壓痕很小， 測(cè)量值有局部性，須測(cè)數(shù)點(diǎn)求平均值，適用成品和薄片，歸于無損檢測(cè) 一類。 布式硬度壓痕較大，測(cè)量值準(zhǔn)，不適用成品和薄片，一般不歸于無損檢測(cè)一類。6.洛式硬度的硬度值是一無名數(shù)， 沒有單位。 （因此習(xí)慣稱洛式硬度為多少度是不正確的。

57、）布式硬度的硬度值有單位，且和抗拉強(qiáng)度有一定的近似關(guān)系。7.洛式硬度直接在表盤上顯示、也可以數(shù)字顯示，操作方便，快捷直觀，適用于大量生產(chǎn)中。布式硬度需要用顯微鏡測(cè)量壓痕直徑，然后查表或計(jì)算，操作較繁瑣。8.在一定條件下， HB 與 HRC 可以查表互換。其心算公式可大概記為：1HR8 1/10HB 。硬度試驗(yàn)是機(jī)械性能試驗(yàn)中最簡單易行的一種試驗(yàn)方法。為了能用硬度試驗(yàn)代替某些機(jī)械性能試驗(yàn)，生產(chǎn)上需要一個(gè)比較準(zhǔn)確的硬度和強(qiáng)度的換算關(guān)系。 實(shí)踐證明，金屬材料的各種硬度值之間，硬度值與強(qiáng)度值之間具有 近似的相應(yīng)關(guān)系。因?yàn)橛捕戎凳怯善鹗妓苄?變形抗力和繼續(xù)塑性變形抗力決定的，材料的 強(qiáng)度越高，塑性變形抗力越高，硬度值也就越高。水的硬度是水質(zhì)的重要指標(biāo) ,通常分為五類：很軟水 軟水 中硬水 硬水 很硬水0°4° 4°8°8°16° 16°30° >30° 1.肖氏硬度 （HS）=布氏硬度（BHN）/10+12 22 2.肖氏硬度（HS）=洛氏硬度（HRC）+15 3洛氏硬度（HRC）=布 氏硬度 （BHN）/10-3 硬度測(cè)定范圍 ： HS<100 HBW 3 6