金屬工藝講課

§3—1鐵碳合金的基本組織復(fù)習(xí)回顧1.鋼的熱處理過程是怎樣的？2.鋼的熱處理的目的是什么？鋼的熱處理過程加熱T(℃)tt(h)冷卻熱處理工藝曲線保溫

V加

V冷T加鋼的熱處理的目的通過控制加熱溫度、保溫時間、冷卻速度等參數(shù)，來改變鋼的組織從而改善鋼的性能的目的。組織——性能

§3—1鐵碳合金的基本組織

學(xué)習(xí)目標(biāo)1、認(rèn)識鐵碳合金的基本組織2、熟悉各種組織的定義及性能。學(xué)習(xí)內(nèi)容一、鐵素體（F）二、奧氏體（A）三、滲碳體（Fe3C或Cm）四、珠光體（P）五、萊氏體（Ld）一、鐵素體

1.表示符號：F（英文：Ferrite

）

2.定義：碳溶解在α—Fe中形成的間隙固溶體鐵素體的晶胞示意圖鐵素體的顯微組織放大的圖片3.存在溫度區(qū)間：室溫——912℃4.含碳量：

——0.0218%

5.特特點點：：強強度度、、硬硬度度不不高高，具有有良良好好的的塑塑性性與與韌韌性性。由于于αα-Fe晶晶粒粒的的間間隙隙小小，，溶溶解解碳碳量量極極微微，，其其最最大大溶溶碳碳量量只只有有0.0218%（727℃）所所以是幾幾乎不含含碳的純純鐵。具具有良好好的塑性性和韌性性，但強強度和硬度卻較較低。它它在770℃以下具具有磁性性。性能：σσb=180～230MPaHB=50～80δ=30～50%φφ=70～80%ak=156～196J·

二、奧氏氏體1.定義：碳碳溶于γ—Fe中形成的的間隙固固溶體2.表示符號號：A（英文：：Austenite）奧氏體的的晶胞示示意圖奧氏體的的顯微組組織顯微鏡觀觀察，奧奧氏體呈呈現(xiàn)外形形不規(guī)則則的顆粒粒狀結(jié)構(gòu)構(gòu)，但晶晶界較鐵鐵素體平平直。這這是奧氏氏體不銹銹鋼在顯顯微鏡下下觀察到到的單相相奧氏體體孿晶組組織。3.存在溫度區(qū)間間：大于727℃4.含碳量：0.0218%——2.11%5.特點：塑性很好，強度較低，具有一定韌性性。γ-Fe的溶溶碳能力較高高，最大為2.11%（（1148℃℃）。由于γ-Fe一般存在于于727～1394℃之之間，所以奧奧氏體也只出出現(xiàn)在高溫區(qū)域內(nèi)。性能：δ=40～50%，具有良良好的塑性和和低的變形抗抗力。是絕大多數(shù)鋼鋼種在高溫進進行壓力加工工所需的組織織。“固溶強化””通過溶入某種種溶質(zhì)元素形形成固溶體而而使金屬的強強度、硬度升升高的現(xiàn)象稱稱為固溶強化化。固溶強化的產(chǎn)產(chǎn)生是由于溶溶質(zhì)原子溶入入后，引起溶溶劑金屬的晶晶格產(chǎn)生畸變變，進而位錯錯運動時受到到阻力增大的的緣故。因此此固溶強化是是材料的一種種主要的強化化途徑。固溶體的性能能當(dāng)溶質(zhì)元素的的含量極少時時，固溶體的的性能與溶劑劑金屬基本相相同。隨溶質(zhì)含量的的升高，固溶溶體的性能將將發(fā)生明顯改改變。其一般般情況下，強強度、硬度逐逐漸升高，而而塑性、韌性性有所下降，，電阻率升高高，導(dǎo)電性逐逐漸下降等。。三、滲碳體1.定義：滲碳碳體是含碳量量為6.69％的鐵與碳的的金屬化合物物，其化學(xué)式式為Fe3C2.表示符號：Fe3C或Cm（英文：Cementite）滲碳體的晶胞胞示意圖滲碳體的組織織結(jié)構(gòu)滲碳體的顯微微組織3.存在溫度度區(qū)間：室溫——1148℃4.含碳量：：6.69%5.特點：硬度很高，塑性、韌性幾幾乎為零，脆性很大，延延伸率接近于零。滲碳體是鐵與與碳形成的穩(wěn)穩(wěn)定化合物。。性能：HBW=800，，硬度很高，，脆性極大，，是鋼中的強強化相。顯微鏡下觀察察，滲碳體(Fe3C)呈銀白色色光澤。滲碳體在一定條件下可以以分解出石墨墨。四、珠光體1.定義：奧氏體發(fā)生共共析轉(zhuǎn)變所形形成的鐵素體體與滲碳體的混合物。其其形態(tài)為鐵素素體薄層和滲滲碳體薄層交交替重疊的層層狀復(fù)相物，，也稱片狀珠珠光體2.表示符號：：P（英文：pearlite）顯微鏡觀察察，珠光體體呈層片狀狀特征，表表面具有珍珍珠光澤，，因得名。。這是T8鋼的退火火組織（白白色為鐵素素體、黑色色為滲碳體體)光學(xué)顯微鏡鏡觀察組織織電子顯微鏡鏡觀察組織織顯微組織：：3.存在溫溫度區(qū)間：：室溫溫——727℃4.含碳量量：0.77%5.特點：力學(xué)性能介介于鐵素體體與滲碳體體之間,強度較高,硬度適中,塑性和韌性性較好.珠光體是鐵鐵素體和滲滲碳體組成成的機械混混合物。珠光體的平平均含碳量量為0.77%，在在727℃℃以下溫度度范圍內(nèi)存存在。性能：σb=750MPaHB=160～180較較高δ=20～25%φ=30～40%適適中五、萊氏體體高溫萊氏體體分為低溫萊氏體體萊氏體的顯微組織織高溫萊氏體體1.定義：：液態(tài)鐵碳合合金發(fā)生共共晶轉(zhuǎn)變所所形成奧氏氏體和滲碳體組成的的混合物2.表示符符號：Ld（英文：Ledeburite）3.存在溫度區(qū)區(qū)間：727℃———1148℃4.含碳量：4.3%5.特點：硬硬度高，塑塑性很差.在高溫下形形成的共晶晶滲碳體呈呈魚骨狀或或網(wǎng)狀分布布在晶界處處，經(jīng)熱加工破破碎后，變變成塊狀，，沿軋制方方向鏈狀分分布，萊氏氏體是奧氏體和滲碳體的混混合物。當(dāng)溫度高于于727℃℃時，萊氏氏體由奧氏氏體和滲碳碳體組成，，用符號Ld表示。。因萊氏氏體的基基體是硬硬而脆的的滲碳體體.由共晶奧奧氏體和共晶晶滲碳體體機械混混合組成成，為鐵鐵碳相圖圖共晶轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變的產(chǎn)產(chǎn)物。低溫萊氏氏體1.定義義：高溫萊氏氏體冷卻卻到727℃以以下時，，轉(zhuǎn)變?yōu)闉橹楣怏w體和滲碳碳體的混混合物2.表示示符號：：Ld’低溫萊氏氏體的顯顯微組織織3.存在溫度度區(qū)間：：室溫——727℃4.含碳量：：4.3%5.特點：硬度高高，脆性性大。含碳量在在4.3-6.67%的液態(tài)態(tài)鐵碳合合金在降降溫到共共晶溫度度之前滲碳體逐逐漸析出出一次滲滲碳體。。到了1147℃時，，剩余的的液態(tài)合合金會發(fā)生生共晶晶轉(zhuǎn)變變反應(yīng)應(yīng)轉(zhuǎn)變變成萊萊氏體體，此此時的的合金金組成成是萊萊氏體體和一次次滲碳碳體的的混合合物。。隨后后一直直保持持這一一組成成727℃℃，至至室溫后即即為低低溫萊萊氏體體和一一次滲滲碳體體的混混合物物，是是過共共晶白白口鐵鐵的主要要成分分。結(jié)結(jié)構(gòu)上上是低低溫萊萊氏體體分布布在粗粗樹枝枝狀的的白色色一次次滲碳體體之間間。純?nèi)R氏氏體中中含有有的滲滲碳體體較多多，故故性能能與滲滲碳體體相近近，即即極為硬脆脆。想一想想試根據(jù)據(jù)我們們所講講的五五種基基本組組織的的內(nèi)容容，從從表示示符號號、形形成機機理、、性能能特點點等方方面對對它們們進行行比較較。鐵素體體F或或α鐵鐵素體體是碳碳溶于于α-Fe中所所形成成的間間隙固固溶體體，體體心立立方晶晶格強強度和和硬度度很低低，塑塑性、、韌性性好。。奧氏體體A或或γ奧奧氏氏體是是碳溶溶于γγ-Fe中中所形形成的的間隙隙固溶溶體，，面心心立方方晶格格強強度和和硬度度比鐵鐵素體體高，，塑性性、韌韌性也也好。。滲碳體體Fe3C滲滲碳碳體是是鐵與與碳形形成的的金屬屬化合合物。。硬度很很高，，塑性性和韌韌性很很差，，δ、、Ak接近近于零零，脆脆性很很大珠光體體P奧奧珠珠光體體是由由鐵素素體和和滲碳碳體組組成的的機械械混合合物性能介介于鐵鐵素體體和滲滲碳體體之間間，強強度較較高，，硬度度適中中，有有一定的的塑性性萊氏體體Ld或或Ld'是是由奧奧氏體體和滲滲碳體體組成成的機機械混混合物物。硬度高高，塑塑性很很差，，脆性性大。。小結(jié)1.鐵鐵碳合合金有有五種種組織織：鐵鐵素體體、奧奧氏體體、滲滲碳體體、珠珠光體體、萊萊氏體體。2.鐵鐵碳合合金有有三種種基本本組織織：鐵鐵素體體、滲滲碳體體、奧奧氏體體。3.室室溫下下鐵碳碳合金金由鐵鐵素體體和滲滲碳體體組成成。4.五五種組組織的的性能能、特特點。。知識擴擴展：幾種其其他結(jié)結(jié)晶組組織1、馬氏氏體定義：：碳再再α-Fe中的過過飽和和固溶溶體形成機機理鐵素體體（體心立立方晶晶格）溶碳碳能力力最大大為0.02%；奧氏體體（面心立立方晶晶格）溶碳碳能力力最大大為2.06%；溫溫度高高而且且含碳碳量比比較高高的奧奧氏體體，在在快速速冷卻卻的條條件下下，由由于冷卻速速度很快，，奧氏氏體中中的碳碳來不不及析析出，，依然然保留留在冷冷卻狀狀態(tài)下下的鐵鐵素體體中，，既碳碳在鐵鐵素體體過飽飽和狀狀態(tài)（（因為為常溫溫下，，鐵素素體溶溶碳能能力最最大為為0.02%），這就是是馬氏體。。2、魏氏體組組織：定義:是一種過熱熱組織彼此此相差60度的鐵素體體嵌入基體體的顯微組組織，在冷冷卻過程中中，很容易易轉(zhuǎn)變?yōu)槲何菏象w組織織。思考一下：：這兩種組組織使鋼材材性能發(fā)生生怎樣的改改變？提示：從塑塑性、韌性性、脆性方方面考慮作業(yè)練習(xí)與思考考3-1、3-2.9、靜靜夜夜四四無無鄰鄰，，荒荒居居舊舊業(yè)業(yè)貧貧。。。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、雨中黃黃葉樹，，燈下白白頭人。。。21:54:3321:54:3321:5412/29/20229:54:33PM11、以我獨沈沈久，愧君君相見頻。。。12月-2221:54:3321:54Dec-2229-Dec-2212、故故人人江江海海別別，，幾幾度度隔隔山山川川。。。。21:54:3321:54:3321:54Thursday,December29,202213、乍見翻疑疑夢，相悲悲各問年。。。12月-2212月-2221:54:3321:54:33December29,202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)發(fā)，舊國見青青山。。29十二月月20229:54:33下午21:54:3312月-2215、比比不不了了得得就就不不比比，，得得不不到到的的就就不不要要。。。。。十二二月月229:54下下午午12月月-2221:54December29,202216、行動動出成成果，，工作作出財財富。。。2022/12/2921:54:3421:54:3429December202217、做前，，能夠環(huán)環(huán)視四周周；做時時，你只只能或者者最好沿沿著以腳腳為起點點的射線線向前。。。9:54:34下午午9:54下午午21:54:3412月-229、沒有失敗敗，只有暫暫時停止成成功！。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、很多事情情努力了未未必有結(jié)果果，但是不不努力卻什什么改變也也沒有。。。21:54:3421:54:3421:5412/29/20229:54:34PM11、成功功就是是日復(fù)復(fù)一日日那一一點點點小小小努力力的積積累。。。12月月-2221:54:3421:54Dec-2229-Dec-2212、世間成事事，不求其其絕對圓滿滿，留一份份不足，可可得無限完完美。。21:54:3421:54:3421:54Thursday,December29,202213、不不知知香香積積寺寺，，數(shù)數(shù)里里入入云云峰峰。。。。12月-2212月-2221:54:3421:54:34December29,202214、意志志堅強強的人人能把把世界界放在在手中中像泥泥塊一一樣任任意揉揉捏。。29十十二二月20229:54:34下下午21:54:3412月月-2215、楚楚塞塞三三湘湘接接，，荊荊門門九九派派通通。。。。。十二二月月229:54下下午午12月月-2221:54December29,202216、少年十十五二十十時，步步行奪得得胡馬騎騎。。2022/12/2921:54:3421:54:3429December202217、空山新雨雨后，天氣氣晚來秋。。。9:54:34下下午9:54下下午21:54:3412月-229、楊柳散和風(fēng)風(fēng)，青山澹吾吾慮。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、閱讀讀一切切好書書如同同和過過去最最杰出出的人人談話話。21:54:3421:54:3421:5412/29/20229:54