工程材料及成形技术基础_金属材料的凝固与固态相变课件.ppt
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通常情况下,片层间距愈小,其强度、硬度愈高,同时塑性、韧性也有所改善。 2.马氏体类型组织 低温转变( Ms),非扩散型转变 马氏体: C在α- Fe中的过饱和固溶体, 体心正方晶格 特点: 1)高硬度(只受含碳量的影响) 变温形成瞬时长大 转变不完全性 2)A的比容 M的比容,体积要膨胀 — 淬火时变形和开裂 3)对尺寸精度要求高的工件(模具、量具)— 冷处理 板条马氏体: 低碳钢在较高的温度下形成的,塑、韧好 板条马氏体组织 片状马氏体组织 片状马氏体: 高碳钢在较低的温度下形成的,塑、韧差。 3.贝氏体类型组织 下贝氏体: (350~ Ms )℃,针状,(45~55)HRC,塑、韧性 好,脆性大,等温淬火获得 中温转变(550 ~ Ms),半扩散型,是由碳过饱和的F与 Fe3C或碳化物组成的非层片状机械混合物。 上贝氏体:(550~350 )℃,羽毛状,(40~45)HRC,但强度低, 塑性差,脆性大,生产上少用 上贝氏体组织 下贝氏体组织 影响C曲线的因素: 3)奥氏体化温度和保温时间 高温和长时间保温 C曲线右移 1)含碳量 2)合金元素: 除钴外,所有溶于奥氏体的合金元素 均使C曲线 右移,即增加过冷奥氏体的稳定性。 2.5.3过冷奥氏体连续冷却转变图(CCT曲线) Ms、M f : 马氏体转变的开始温度和终止温度 直线AB:分解转变终止线 Vc:不发生扩散型转变的最小冷却速度 2.2.3 铸锭(件)的凝固 * 金相法建立此曲线的过程:将共析钢加工成φ10(15mm圆片状试样,并分成若干组,每次取一组试样,在盐浴炉内加热使之奥氏体化后,置于一定温度的恒温盐浴槽中进行等温转变,停留不同时间之后,逐个取出并快速浸入盐水中,使等温过程中未分解的奥氏体转变为新相--称为马氏体。将各试样经制备后进行组织观察。马氏体在显微镜下呈白亮色。可见,白亮的马氏体数量就等于未转变的过冷奥氏体数量。当在显微镜下发现某一试样刚出现灰黑色产物(珠光体)时,所对应的等温时间即为过冷奥氏体转变开始时间,到某一试样中无白亮马氏体时,所对应的时间即为转变终了时间。用上述方法分别测定不同等温条件下奥氏体转变开始和终了时间。最后将所有转变开始和终了点标在温度、时间坐标上,并分别连接起来,即得到过冷奥氏体等温转变曲线。 *2.3 铁碳合金平衡态的相变基础 工业中应用最广泛的是钢铁材料, 本节讲述其成分、组织与性能之间的关系, 因此必须熟练掌握。 铁碳合金在平衡态下的相变 含碳量对铁碳合金组织、性能的影响 Fe-Fe3C相图的应用 Fe-Fe3C相图 **2.3.1 Fe-Fe3C相图( Fe-C相图) 1)铁素体(F) :碳在α- Fe(或δ- Fe)中的固溶体, bcc 2)奥氏体(A):碳在γ-Fe中的固溶体, fcc 3)渗碳体 Fe3C(或Cm), 化合物,ωc = 6.69%; 1. 铁碳合金的相结构与性能 727 ℃, ωc为 0.0218%;室温时, ωc为0.0008% σb = 230MPa, δ = 50%, 80HBS δ = 40~50%, (170~220)HBS 1148 ℃, ωc 为 2.11% ;727 ℃, ωc 为 0.77% 800 HBW, δ = 0 2.2.1??? 状态图主要点线主要点 2. 相图分析 简化的相图 熟练掌握以下重要的特性点、特性线 A点: 共晶点, 1148℃,ωC = 4.3% 共析点, 727℃,ωC = 0.77% 碳在α- Fe中的最大溶解度,727℃,ωC = 0.0218% 碳在γ- Fe中的最大溶解度, 1148℃,ωC = 2.11% 复习: 纯铁的熔点,1538℃ *C点: *E点: *P点: *S点: ABCD线 —— *ECF线 —— L 4.3% (A 2.11% + Fe3C),莱氏体 Ld *PSK线 —— A 0.77% (F0.0218% + Fe3C), 珠光体P, 熟练掌握以下重要的特性点、特性线 液相线 共晶线 共析线( A1线) *ES线 —— C在A中的溶解度曲线; 从A中析出Fe3CⅡ的开始线 Acm 线, *PQ线 —— 是从F中析出Fe3CⅢ的开始线 C在F中的溶解度曲线; *GS线 —— A3 线,是A 与F 的转变线 纯 铁 : ωc< 0.0218% 钢 : ωc=0.0218%~2.11% 白口铸铁 :ωc
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