热处理-铁碳相图-Fe3C-奥氏体,马氏体,铁素体(特选内容)
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做热处理的人都要知道的金相组织图搞热处理和材料这么多年,下面这15个金相组织搞不清楚,等于白混了!!1.奥氏体定义:碳与合金元素溶解在γ-Fe中的固溶体,仍保持γ-Fe的面心立方晶格特征:奥氏体是一般钢在高温下的组织,其存在有一定的温度和成分范围。
有些淬火钢能使部分奥氏体保留到室温,这种奥氏体称残留奥氏体。
奥氏体一般由等轴状的多边形晶粒组成,晶粒内有孪晶。
在加热转变刚刚结束时的奥氏体晶粒比较细小,晶粒边界呈不规则的弧形。
经过一段时间加热或保温,晶粒将长大,晶粒边界可趋向平直化。
铁碳相图中奥氏体是高温相,存在于临界点A1温度以上,是珠光体逆共析转变而成。
当钢中加入足够多的扩大奥氏体相区的化学元素时,Ni,Mn等,则可使奥氏体稳定在室温,如奥氏体钢。
2.铁素体定义:碳与合金元素溶解在a-Fe中的固溶体特征:亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状,晶界比较圆滑,当碳含量接近共析成分时,铁素体沿晶粒边界析出。
3.渗碳体定义:碳与铁形成的一种化合物特征:渗碳体不易受硝酸酒精溶液的腐蚀,在显微镜下呈白亮色,但受碱性苦味酸钠的腐蚀,在显微镜下呈黑色。
渗碳体的显微组织形态很多,在钢和铸铁中与其他相共存时呈片状、粒状、网状或板状。
•在液态铁碳合金中,首先单独结晶的渗碳体(一次渗碳体)为块状,角不尖锐,共晶渗碳体呈骨骼状•过共析钢冷却时沿Acm线析出的碳化物(二次渗碳体)呈网结状,共析渗碳体呈片状•铁碳合金冷却到Ar1以下时,由铁素体中析出渗碳体(三次渗碳体),在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状4.珠光体定义:铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物特征:珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。
过冷度越大,所形成的珠光体片间距离越小。
•在A1~650℃形成的珠光体片层较厚,在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体,称为粗珠光体、片状珠光体,简称珠光体。
•在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍,从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线,只有放大1000倍才能分辨的片层,称为索氏体。
最全的铁碳相图首先,想要了解铁碳合金、铁碳相图,则需要一些准备知识,比如合金、相、组元成分的概念等,基本如下:合金:一种金属元素与另外一种或几种元素,通过熔化或其他方法结合而成的具有金属特性的物质。
相:合金中同一化学成分、同一聚集状态,并以界面相互分开的各个均匀组成部分。
固溶体:是一个(或几个)组元的原子(化合物)溶入另一个组元的晶格中,而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体,固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。
固溶强化:由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点,使晶格发生畸变,使固溶体硬度和强度升高,这种现象叫固溶强化现象。
金属化合物:合金的组元间以一定比例发生相互作用儿生成的一种新相,通常能以化学式表示其组成。
铁碳合金相图实际上是Fe-Fe3C相图,铁碳合金的基本组元也应该是纯铁和Fe3C。
铁存在着同素异晶转变,即在固态下有不同的结构。
不同结构的铁与碳可以形成不同的固溶体,Fe—Fe3C相图上的固溶体都是间隙固溶体。
由于α-Fe和γ-Fe晶格中的孔隙特点不同,因而两者的溶碳能力也不同。
在铁碳合金中一共有三个相,即铁素体、奥氏体和渗碳体。
1.铁素体铁素体是碳在α-Fe中的间隙固溶体,用符号“F”(或α)表示,体心立方晶格;虽然BCC的间隙总体积较大,但单个间隙体积较小,所以它的溶碳量很小,最多只有%(727℃时),室温时几乎为0,因此铁素体的性能与纯铁相似,硬度低而塑性高,并有铁磁性。
δ=30%~50%,A KU=128~160J,σb=180~280MPa,50~80HBS.铁素体的显微组织与纯铁相同,用4%硝酸酒精溶液浸蚀后,在显微镜下呈现明亮的多边形等轴晶粒,在亚共析钢中铁素体呈白色块状分布,但当含碳量接近共析成分时,铁素体因量少而呈断续的网状分布在珠光体的周围。
2.奥氏体奥氏体是碳在γ-Fe中的间隙固溶体,用符号“A”(或γ)表示,面心立方晶格;虽然FCC的间隙总体积较小,但单个间隙体积较大,所以它的溶碳量较大,最多有%(1148℃时),727℃时为%。
1 铁碳合金的基本组织1.1. 铁素体:碳与α-F e 中形成的间隙固溶体称为铁素体,用F 表示。
强度和硬度低,塑性和韧性好。
纯铁由液态结晶为固态后,继续冷却到1394℃及912℃时,先后发生两次晶格类型的转变。
金属在固态下发生的晶格类型的转变称为同素异晶转变。
同素异构转变伴有热效应产生,因此在纯铁的冷却曲线上,在1394℃及912℃处出现平台。
铁的同素异晶转变如下:温度低于912℃的铁为体心立方晶格,称为α-F e ;温度在912~1394℃间的铁为面心立方晶格,称为γ-F e ;温度在1394~1538℃间的铁为体心立方晶格,称为δ-F e 。
1.2. 奥氏体:碳与γ-Fe 中形成的间隙固溶体称为铁素体,用A表示或γ表示,其最大溶解度为2.11wt%C ,发生于1148℃,碳多存在于面心立方γ结构的八面体空隙。
奥氏体与γ-Fe 均具有顺磁性,高温组织,在大于727℃时存在。
塑性好,强度和硬度高于F,在锻造、轧制时常要加热到A ,提高塑性,易于加工。
碳的原子半径较小,在α-Fe 和γ-Fe 中均可进入Fe 原子间的空隙而形成间隙固溶体。
碳在α-Fe 中形成的间隙固溶体称为铁素体(ferri te ),常用符号F 或α表示,其最大溶解度为0.0218wt %C,发生于727℃,碳多存在于体心立方α结构的八面体空隙。
铁素体与α-F e 在居里点770℃以下均具有铁磁性。
2 铁碳合金状态图1.3. 渗碳体:铁与碳形成的金属化合物,硬度高,脆性大。
用Fe 3C 表示A11.4. 珠光体:F与F e3C混合物。
强度,硬度,塑性,韧性介于两者之间。
1.5. 莱氏体:A与F e3C混合物硬度高,塑性差。
在HJ B 水平线(1495℃)发生包晶转变:转变产物是γ。
此转变仅发生在含碳0.09~0.53%的铁碳合金中。
ECF 水平线(1148℃)发生共晶转变:转变产物是γ和Fe3C 的机械混合物,称为莱氏体(le deb uri te),用符号L d或L e表示。
600700800900
F 温度/
℃Fe-Fe 3C 合金相图
Fe K
D
1、铁素体:碳在α-Fe 中形成的间隙固溶体称为铁素体,用符号F 或α表示。
碳在α-Fe 中的溶解度很低,因此,铁素体的机械性能与纯铁相近,其强度、硬度较低,但具有良好的塑性、韧性。
2、奥氏体: 碳在γ-Fe 中形成的间隙固溶体称为奥氏体,用符号A 或γ表示。
3、渗碳体: 渗碳体是一种具有复杂晶体结构的间隙化合物,它的分子式为Fe 3C ,渗碳体既是组元,又是基本相。
4、珠光体:用符号P 表示,它是铁素体与渗碳体薄层片相间的机械机械混合物。
5、莱氏体:用符号Ld 表示,奥氏体和渗碳体所组成的共晶体。
特性点符号 温度/℃ ωc (%)含义
A 1538 0熔点:纯铁的熔点
C 1148 4.3共晶点:发生共晶转变L4.3→Ld(A2.11%+Fe3C 共晶)
D 1227 6.69熔点:渗碳体的熔点
E 1148 2.11碳在γ-Fe 中的最大溶解度点
G 912 0同素异构转变点
S 727 0.77共析点:发生共析转变A0.77%→p(F0.0218%+Fe3C 共析)P 727 0.0218碳在α-Fe 中的最大溶解度点
Q 室温 0.0008室温下碳在α-Fe 中的最大溶解度。
奥氏体铁素体三次渗碳体
奥氏体、铁素体和三次渗碳体是钢的不同组织结构形态。
奥氏体是一种由面心立方结构组成的组织,具有良好的塑性和韧性,适合用于制造可塑性产品。
铁素体是一种由体心立方结构组成的组织,具有较高的强度和硬度,适合用于制造强度要求较高的产品。
三次渗碳体是一种形成在奥氏体和铁素体之间的组织,在钢材中具有特定的化学成分和结构,具有较高的强度、硬度和耐磨性。
钢材的组织结构在冷却和加热过程中发生相变,不同的组织结构对钢材的力学性能和使用性能有着重要的影响。
因此,钢材的组织控制和调控是确保钢材品质和性能的重要环节。