鋼結(jié)構(gòu)組織與特性(No.1) 

鐵素體(F) 
1.組織: 碳在α鐵中的固溶體 
2.特性: 
呈體心立方晶格.溶碳能力Zui小,Zui大為0.02%;硬度和強(qiáng)度很低, HB=80-120,σb=250N/mm^2;而塑性和韌性很好,δ=50%,ψ=70-80%. 因此,含鐵素體多的鋼材(軟鋼)中用來做可壓、擠、沖板與耐沖擊震動(dòng)的機(jī)件.這類鋼有超低碳鋼,如 0Cr13,1Cr13、硅鋼片等 
奧氏體 
1.組織: 碳在γ鐵中的固溶體 
2.特性: 
呈面心立方晶格.Zui高溶碳量為2.06%,在一般情況下,具有高的塑性,但強(qiáng)度和硬度低,HB=170-220,奧氏體組織除了在高溫轉(zhuǎn)變時(shí)產(chǎn)生以外,在常溫時(shí)亦存在于不銹鋼、高鉻鋼和高錳鋼中,如奧氏體不銹鋼等 
滲碳體(C) 
1.組織: 鐵和碳的化合物(Fe3C) 
2.特性: 
呈復(fù)雜的八面體晶格. 含碳量為6.67%,硬度很高,HRC70-75,耐磨,但脆性很大,因此,滲碳體不能單獨(dú)應(yīng)用,而總是與鐵素體混合在一起. 碳在鐵中溶解度很小,所以在常溫下,鋼鐵組織內(nèi)大部分的碳都是以滲碳體或其他碳化物形式出現(xiàn) 
珠光體(P) 
1.組織; 鐵素體片和滲碳體片交替排列的層狀顯微組織,是鐵素體與滲碳體禱旌銜共析體) 
2.特性: 
是過冷奧氏體進(jìn)行共析反應(yīng)的直接產(chǎn)物.其片層組織的粗細(xì)隨奧氏體過冷程度不同,過冷程度越大,片層組織越細(xì)性質(zhì)也不同.奧氏體在約600℃分解成的組織稱為細(xì)珠光體(有的叫一次索氏體),在500-600℃分解轉(zhuǎn)變成用光學(xué)顯微鏡不能分辨其片層狀的組織稱為極細(xì)珠光體(有的一次屈氏體),它們的硬度較鐵素體和奧氏體高,而較滲碳體低,其塑性較鐵素體和奧氏體低而較滲碳體高.正火后的珠光體比退火后的珠光體組織細(xì)密,彌散度大,故其力學(xué)性能較好,但其片狀滲碳體在鋼材承受負(fù)荷時(shí)會(huì)引起應(yīng)力集中,故不如索氏體 
萊氏體(L) 
1.組織: 奧氏體與滲碳體的共晶混合物 
2.特性: 
鐵合金溶液含碳量在2.06%以上時(shí),緩慢冷到1130℃便凝固出萊氏體.當(dāng)溫度到達(dá)共析溫度萊氏體中的奧氏轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w.因此,在723℃以下萊氏體是珠光體與滲碳體機(jī)械混合物(共晶混合).萊氏體硬而脆(＞HB700),是一種較粗的組織,不能進(jìn)行壓力加工,如白口鐵.在鑄態(tài)含有萊氏體組織的鋼有高速工具鋼和Cr12型高合金工具鋼等.這類鋼一般有較大有耐磨性和較好的切削性 
淬火與馬氏體 
1.組織: 碳在α-Fe中的過飽和固溶體,顯微組織呈針葉狀 
2.特性: 
淬火后獲得的不穩(wěn)定組織.具有很高的硬度,而且隨含碳量增加而提高,但含碳量超過0.6%后的硬度值基本不變,如含C0.8%的馬氏體,硬度約為HRC65,沖擊韌性很低,脆性很大,延伸率和斷面收縮率幾乎等于零.奧氏體晶粒愈大,馬氏體針葉愈粗大,則沖擊韌性愈低;淬火溫度愈低,奧氏體晶粒愈細(xì),得到的馬氏體針葉非常細(xì)小,即無針狀馬氏組織,其韌性Zui高 
回火馬氏體(S) 
1.組織: 與淬火馬氏體硬度相近,而脆性略低的黑色針葉狀組織 
2.特性: 
淬火鋼重新加熱到150-250℃回火獲得的組織.硬度一般只比淬火馬氏體低HRC1-3格,但內(nèi)應(yīng)力比淬火馬氏體小 
索氏體(S) 
1.組織: 鐵索體和較細(xì)的粒狀滲碳體組成的組織 
2.特性: 
淬火鋼重新加熱到500-680℃回火后獲得的組織.與細(xì)珠光體相比,在強(qiáng)度相同情沖下塑性及韌性都高,隨回火溫度提高,硬度和強(qiáng)度降低,沖擊韌性提高.硬度約為HRC23-35.綜合機(jī)械性能比較好.索氏體有的叫二次索氏體或回火索氏體 
屈氏體 
屈氏體(T)組織或特性 
1.組織: 鐵索體和更細(xì)的粒狀滲碳體組成的組織 
2.特性: 
淬火鋼重新加熱到350-450℃回火后獲得的組織.它的硬度和強(qiáng)度雖然比馬氏體低,但因其組織很致密,仍具有較高的強(qiáng)度和硬度,并有比馬氏體好的韌性和塑性,硬度約為HRC35-45.屈氏體有的叫二次屈氏體或回火屈氏體 
下貝氏體(B) 
1.組織: 
顯微組織呈黑色針狀形態(tài),其中的鐵素體呈現(xiàn)針狀,而碳化物呈現(xiàn)極小的質(zhì)點(diǎn)以彌散狀分布在針狀鐵素體內(nèi) 
2.特性: 
過冷奧氏體在400-240℃等溫度轉(zhuǎn)變后的產(chǎn)物.具有較高的硬度,約為HRC40-55,良好的塑性和很高的沖擊韌性,其綜合機(jī)械性能比索氏體更好;因此,在要求較大的、韌性和高強(qiáng)度相配合時(shí),常以含有適當(dāng)合金元素的中碳結(jié)構(gòu)鋼等溫淬火,獲得貝氏體以改善鋼的機(jī)械性能,并減小內(nèi)應(yīng)力和變形低碳馬氏體具有高強(qiáng)度與良好的塑性、韌性相結(jié)合的特點(diǎn)(σb=1200-1600N/mm^2,0.2=1000-1300N/mm^2,δ5≥10%,ψ≥40%αk≥60J/cm^2); 同時(shí)還有低的冷脆轉(zhuǎn)化溫度(≤-60℃);在靜載荷、疲勞及多次沖擊載荷下,其缺口敏感度和過載敏感性都較低.低碳馬氏體狀態(tài)的20SiMn2MoVA綜合力學(xué)性能,比中碳合金鋼等溫淬火獲得的下貝氏體更好.保持了低碳鋼的工藝性能,但切削加工較難.鐵-碳合金平衡圖中特性點(diǎn)與線(摟冷卻敘述,加熱為可逆的) 
符號(hào) 說明 
A 純鐵的凝固點(diǎn) E 碳在γ-Fe中的Zui大溶解度 G γ-Fe→α-Fe轉(zhuǎn)變點(diǎn) C 共晶點(diǎn) S 共折點(diǎn) ABCD 液相線.液體開始結(jié)晶 AHJECF 固相線,液體終止結(jié)晶 ES Acm線,滲碳體開始從奧氏體中析出 ECF 共晶線,開始從液體結(jié)晶出奧氏體和滲碳體的共晶混合物 GS As線,自奧氏體開始析出鐵素體, 即γ-Fe→α-Fe的開始線 PSK 共析線或稱A1線,自奧氏體開始析出鐵素體和滲碳體的共析混合物 
注:1.As線在加熱時(shí)稱為Ac3線,冷卻時(shí)稱Ar3線; 2.A1線在加熱時(shí)稱為Ac1線,冷卻時(shí)稱Ar1線 
室溫下鐵-碳合金的平衡組織名稱 含碳晶,% 平衡組織亞共析鋼 0.02-0.8 鐵素體＋珠光體共析鋼 0.8 珠光體過共析鋼 0.8-2.06 珠光體＋二次滲碳體亞共晶的口鐵 2.06-4.3 樹狀珠光體＋二次滲透體＋共晶體共晶白口鐵 4.3 共晶體(珠光體＋滲碳體)過共晶白口鐵 ＞4.3-6.67 板狀一次滲碳體＋共晶體