【正文】 均勻，碳化物溶解愈完全。 上馬氏體點(diǎn)：發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的開始溫度稱為上馬氏體點(diǎn)， 用 “ Ms”表示。 貝氏體形成時(shí)只有碳原子發(fā)生擴(kuò)散，而鐵原子不擴(kuò)散，因此貝氏體轉(zhuǎn)變屬于半擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變。 索氏體： 650～ 600℃ ，片層較薄，用符號(hào) “ S”表示。例如 780℃ 等溫時(shí)，形成 A的時(shí)間不到 10s，殘余碳化物完全溶解卻需要幾百 s，而實(shí)現(xiàn) A均勻化則需要 104s。熱處理應(yīng)伴隨固態(tài)相變或擴(kuò)散。 鑄鐵的牌號(hào)與性能 38 TE P Wenyun Ju 上海市精品課程 上海大學(xué) 鞠魯粵 第 頁 39 3. 球墨鑄鐵 球墨鑄鐵的組織特征是在室溫下在鋼的基體上分布著球狀形態(tài)的石墨。 在高溫階段石墨化過程得以實(shí)現(xiàn)，而中溫、低溫階段石墨化過程沒有實(shí)現(xiàn)，碳以 G和 Fe3C兩種形式存在的鑄鐵 —— 麻口鑄鐵。 35 TE P Wenyun Ju 上海市精品課程 上海大學(xué) 鞠魯粵 第 頁 36 鑄鐵的分類及特性 按照石墨形貌的不同，這一類鑄鐵又可分為灰鑄鐵（片狀石墨）、可鍛鑄鐵（團(tuán)絮狀石墨）、球墨鑄鐵（球狀石墨）和蠕墨鑄鐵（蠕蟲狀石墨）等四種。 用于制造機(jī)器零件的結(jié)構(gòu)鋼可分為： ①調(diào)質(zhì)鋼 :如 4 40Cr、 35SiMn等。 題 12 26 TE P Wenyun Ju 上海市精品課程 上海大學(xué) 鞠魯粵 第 頁 27 動(dòng)畫 ：習(xí)題12 27 TE P Wenyun Ju 上海市精品課程 上海大學(xué) 鞠魯粵 第 頁 28 L(wB=75%)→α( wB=15%)+β(wB=95%) (1) 求 wB=50%的合金結(jié)晶剛結(jié)束時(shí)的各組織組分和各相組分的相對量。 二元相圖的分析與 應(yīng)用 21 TE P Wenyun Ju 上海市精品課程 上海大學(xué) 鞠魯粵 第 頁 22 杠桿定律 不同條件下相的成分及其相對量可用杠桿定理求得。 ② 共析反應(yīng)的產(chǎn)物為共析物。二元相圖是反映二元系統(tǒng)相的平衡狀態(tài)與溫度、成分關(guān)系的平面圖形。 固溶體 14 TE P Wenyun Ju 上海市精品課程 上海大學(xué) 鞠魯粵 第 頁 15 間隙固溶體的溶解度與溶質(zhì)原子半徑及溶劑的晶格類型有關(guān)。 一種或多種相按一定方式相互結(jié)合所構(gòu)成的整體稱為組織。 相互關(guān)系： HBS≈10HRC ≈HV HB： HBS－淬火鋼球測定硬度值 450以下的材料 HBW－硬質(zhì)合金球測定硬度值 650以下的材料 HR： HRA 適用硬質(zhì)合金、表面淬火層、滲碳鋼 HRB 適用有色金屬、退火鋼、正火鋼 HRC 適用淬火鋼、調(diào)質(zhì)鋼 硬度概念： 5 TE P Wenyun Ju 上海市精品課程 上海大學(xué) 鞠魯粵 第 頁 6 Ak＝ G（ H－ h） 沖擊韌度 )( 2cmJSAa kk ?? 材料抵抗大能量沖擊載荷能力的指標(biāo)，試樣缺口處單位面積所消耗的功。 σ ：條件屈服強(qiáng)度 彈性模量 E 概念 E＝ σ/ε 屈強(qiáng)比概念： σ s /σ b 4 TE P Wenyun Ju 上海市精品課程 上海大學(xué) 鞠魯粵 第 頁 5 金屬材料表面抵抗其它硬物壓入的能力。合金結(jié)晶后可以是一種相，也可以是由若干種相所組成。溶劑晶 格的間隙是有限的，因此，間隙固溶體只能 是有限固溶體。二元合金相圖可用溫度－成分坐標(biāo)系的平面圖形來表示。 3） 二元包晶相圖 19 TE P Wenyun Ju 上海市精品課程 上海大學(xué) 鞠魯粵 第 頁 20 ① 從一個(gè)固相同時(shí)結(jié)晶出兩個(gè)固相的恒溫轉(zhuǎn)變，稱為共析轉(zhuǎn)變，發(fā)生共析反應(yīng)形成兩相機(jī)械混合物的二元合金相圖稱為共析相圖。 ④在兩相平衡區(qū)，可應(yīng)用杠桿定律求出各相的相對量。 計(jì)算 wD＝ 40％合金剛完成共晶轉(zhuǎn)變時(shí)，組織組成物及其百分含量。 鑄鐵 31 TE P Wenyun Ju 上海市精品課程 上海大學(xué) 鞠魯粵 第 頁 32 說明 舉 例 形狀復(fù)雜的需要采用鑄造成形的鋼質(zhì)零件（參見 GB1135289 ZG230450、 ZG270－ 500、 ZG310570、ZG340640 表示屈服強(qiáng)度為200MPa、抗拉強(qiáng)度為400MPa的碳素鑄鋼 ZG200400 一般工程 鑄造碳鋼 制造需較高硬度、耐磨性、又能承受一定沖擊的工具，如手錘、沖頭等（參見 GB129886） T T8Mn、 TT T1 T1T13 表示平均 Wc為千分之8的碳素工具鋼， A表示高級(jí)優(yōu)質(zhì) T8 T8A 碳素 工具鋼 用于制造曲軸、傳動(dòng)軸、齒輪、連桿等重要零件（參見 GB69988） 08F、 3 50、60、 65 表示平均 Wc為萬分之45的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 45 優(yōu)質(zhì)碳素 結(jié)構(gòu)鋼 一般以型材供應(yīng)的工程結(jié)構(gòu)件，制造不太重要的機(jī)械零件及焊接件（參見 GB70088） Q19 Q215A，Q235B、 Q255A、Q255B、 Q275等 屈服點(diǎn)為 235MPa、質(zhì)量為 A級(jí)的沸騰鋼 Q235A F 碳素結(jié)構(gòu)鋼 用 途 常 用 牌 號(hào) 編 號(hào) 方 法 分 類 碳鋼的分類 表 1－ 6 碳鋼的牌號(hào) 表 1－ 7 五、碳鋼 32 TE P Wenyun Ju 上海市精品課程 上海大學(xué) 鞠魯粵 第 頁 33 按用途分類 1)結(jié)構(gòu)鋼 :主要用于制造各種工程構(gòu)件及機(jī)器零件。當(dāng)Wc≤% 或 Wc≤% 者，在牌號(hào)前分別冠以 “ 00”或 “ 0”。 在高溫、中溫階段，石墨化過程得以實(shí)現(xiàn)，碳主要以 G形式存在的鑄鐵 —— 灰鑄鐵?？慑戣T鐵分為珠光體可鍛鑄鐵（如 KTZ55004）、黑心可鍛鑄鐵（如KTH33008）和白心可鍛鑄鐵（如 KTB38012）等。 球墨鑄鐵與蠕墨鑄鐵 39 TE P Wenyun Ju 上海市精品課程 上海大學(xué) 鞠魯粵 第 頁 40 接近于 QT但鑄造性能優(yōu)于 QT 先鑄出白口鑄鐵，然后石墨化退火 團(tuán)絮狀 G KTZ55004 可鍛鑄鐵 優(yōu)于于球墨鑄鐵 加蠕化劑和孕育劑 蠕蟲狀 G RuT300 蠕墨鑄鐵 可以鐵代鋼 需球化處理和熱處理 P QT5007 球墨鑄鐵 較好 加孕育劑 細(xì) P HT300 孕育鑄鐵 差 碳當(dāng)量高 F+P HT150 灰鑄鐵 力學(xué)、工藝性能 生產(chǎn)方法的特點(diǎn) 顯微組織 牌號(hào) 種類 根據(jù)下表所列的需求歸納對比幾種鑄鐵的特點(diǎn) 表 幾種鑄鐵的特點(diǎn) 40 TE P Wenyun Ju 上海市精品課程 上海大學(xué) 鞠魯粵 第 頁 41 鋼的熱處理是將鋼在固態(tài)下施加不同的加熱、保溫和冷卻，從而獲得所需的組織結(jié)構(gòu)和性能的工藝過程。 A形成所需時(shí)間較短，殘余滲碳體溶解所需時(shí)間較長，而 A均勻化所需時(shí)間更長。 TTT曲線表示了著三種轉(zhuǎn)變情況，現(xiàn)以共析鋼分析： TTT曲線 45 TE P Wenyun Ju 上海市精品課程 上海大學(xué) 鞠魯粵 第 頁 46 珠光體轉(zhuǎn)變 珠光體轉(zhuǎn)變 Ac1 ～ 550℃,擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變， 又分為： 珠光體型： Ac1 ～ 650℃ 片層較厚， 用符號(hào) “ P”表示。 呈黑針狀， B下 具有優(yōu)良的力學(xué)性能，是生產(chǎn)上常用的組織。其亞結(jié)構(gòu)主要是孿晶，因此又稱為孿晶馬氏體。 B 某些合金對珠光體轉(zhuǎn)變與貝氏體轉(zhuǎn)變具有不同的延緩作用，使 C曲線出現(xiàn)兩個(gè) “ 鼻子 ” 。 ⑤ Vk’全部轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w的臨界冷卻速度。 56 TE P Wenyun Ju 上海市精品課程 上海大學(xué) 鞠魯粵 第 頁 57 使珠光體中的片狀滲碳體和網(wǎng)狀二次滲碳體球化，以降低硬度、改善切削加工性能；獲得均勻組織，改善熱處理工藝性能，為以后的淬火作組織準(zhǔn)備 用于共析鋼、過共析鋼和合金工具鋼 鐵素體基體上均勻分布的粒狀滲碳體組織 球狀珠光體 將過共析碳鋼加熱到 Ac1以上20～ 30℃ ，保溫 2～ 4h，使片狀滲碳體發(fā)生不完全溶解斷開成細(xì)小的鏈狀或點(diǎn)狀，彌散分布在奧氏體基體上，在隨后的緩冷過程中，或以原有的細(xì)小的滲碳體質(zhì)點(diǎn)為核心，或在奧氏體中富碳區(qū)域產(chǎn)生新的核心，形成均勻的顆粒狀滲碳體 球化 退火 與完全退火相同，但所需時(shí)間可縮短一半，且組織也較均勻 用于奧氏體比較穩(wěn)定的合金鋼 珠光體 將奧氏體化后的鋼快冷至珠光體形成溫度等溫保溫，使過冷奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，空冷至室溫 等溫 退火 細(xì)化晶粒，消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度以便于隨后的切削加工 用于亞共析碳鋼和合金鋼的鑄、鍛件 平衡組織鐵素＋珠光體 將亞共析碳鋼加熱到 Ac3以上30～ 50℃ ，保溫，隨爐緩冷到600℃ 以下，出爐空冷 完全 退火 目的 應(yīng)用場合 組織 熱處理工藝 名稱 表 113 退火和正火的熱處理工藝 57 TE P Wenyun Ju 上海市精品課程 上海大學(xué) 鞠魯粵 第 頁 58 對于低碳鋼、低碳低合金鋼，細(xì)化晶粒，提高硬度（ 140～ 190HBS），改善切削加工性能；對于過共析鋼，消除二次網(wǎng)狀滲碳體，有利于球化退火的進(jìn)行 適用于碳素鋼及中、低合金鋼，因?yàn)楦吆辖痄摰膴W氏體非常穩(wěn)定，即使在空氣中冷卻也會(huì)獲得馬氏體組織 亞共析F+P 共析 P 過共析 P+Fe3c 將亞共析碳鋼加熱到 Ac3以上 30～ 50℃ ，過共析碳鋼加熱到 Accm以上 30～ 50℃ ，保溫，空氣中冷卻 正火 消除殘余內(nèi)應(yīng)力，提高工件的尺寸穩(wěn)定性，防止變形和開裂 用于鑄件、鍛件、焊接件、冷沖壓件及機(jī)加工件 組織不變 將工件隨爐緩慢加熱到500～ 650℃ ，保溫，隨爐緩慢冷卻至 200℃ 出爐空冷 去應(yīng)力退火 高溫長時(shí)間保溫，使原子充分?jǐn)U散，消除晶內(nèi)偏析，使成分均勻化 用于高質(zhì)量要求的優(yōu)質(zhì)高合金鋼的鑄錠和成分偏析嚴(yán)重的合金鋼鑄件 粗大晶粒 加熱到 1100℃ 左右，保溫10～ 15h，隨爐緩冷到350℃ ，再出爐空冷。 ② 對于承受彎曲和扭轉(zhuǎn)的軸類、齒輪類零件，可選用低淬透性的鋼制造。它與回火后的冷卻方式無關(guān)，且無法消除。中溫形變熱處理淬火后需要進(jìn)行低溫回火或中溫回火。 ④ 應(yīng)注意：相圖中 D點(diǎn)僅是合金的最大飽和溶解度理論分界線，不可絕對。 馬氏體 回火馬氏體 形成條件 230～－ 50℃ 淬火后低溫回火 150～ 250℃ 以上 組織形態(tài) 碳在 α－ Fe中過飽和的固溶體，形態(tài)為片狀或板條狀 由過飽和的 α相與其共格的 ε －，形態(tài)保留原 M形狀 性 能 高碳片狀 M，硬度（ 64～66HRC）、脆性大，塑性、韌性差。 10mm直徑高強(qiáng)度螺栓： 45鋼，調(diào)質(zhì)。 （ 不 ） HRA是測定硬質(zhì)合金、 淬火 鋼、表面淬火層的洛氏硬度測試方法。 ，大量美國造全焊接“自由輪”發(fā)生折斷事故，這主要是材料在低溫下 沖擊韌度 明顯降低，而 面心立方 晶格結(jié)構(gòu)的材料不會(huì)發(fā)生這種冷脆現(xiàn)象。在 1200℃ 時(shí)， WB為 30%的試樣液態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù) WL為 %，固態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù) WS為 %，固態(tài)的濃度為 WB=40％