20號鋼的金相組織

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯 20號鋼的金相組織 金相組織相圖 金相組織相圖 組織 V； 138C,溫度變化時會發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。在9129以下為體心立方，稱 a-Fc;912C1394C之間為面心立方，稱為丫在1394C?1538C(熔點)之間為體心 立方，稱為5-Feo 純鐵的強度與硬度都很低,不能用作布局材料、 碳溶解于a或 -Fe中形成的固溶體為鐵素體，用a或5表示。8鐵素體也叫高溫 鐵素體。碳在a鐵素體中最大溶解度為0、()21M ,鐵素體中最大溶解度為0.091 o 碳溶解于Y鐵中形成的固溶體稱為 氏,用Y表示。碳在奧氏體中的最大溶解度為 1 600 伙Fc)鈴 1 400

2、 ? j U3色 bf 7 700 / 200 ()0 800 .SXO.77) 727 y E rr F 600 400 200 23OC. O iiiiji:iiiiii He 0.5 1 .O 1.5 2,0 2.5 3.0 3.5 A A) 4.5 5.() 5.5 6.0 G.5 6.69 Cj /% F?e -l?e3C?木I I 圖 7 亍強木目圖 今次素休的丿易川沽A.皮 押性線 名稱 特性線的含義 ABCD 液相線 AB是L相等相的開頭線 M是L相答丫相的開俎線 勺晶 CDRL相hFgG的開姐線 Kfi AHJECF ma A是L相士$相的終止線 勺晶 JEftLWyffl的

3、終止線 ECF是其晶線Lc-兀+Fe：C 鐵碳相圖 錚性點 溫度 含碳量/%(質(zhì)雖) 特性點的含義 A 1538 0 純鐵的熔點 B 1495 0.53 包晶轉(zhuǎn)變時液相的成分 C 1148 4.3 共晶點L-(y+Fe3C),菜氏體用Ld表示 D 1227 6?69 滲股體的熔點 E 1148 2.11 碳在丫?Fe中的最大溶解度，共晶轉(zhuǎn)變時y相的成分，也是鋼與符 理論分界點 F 1148 6. 69 共品轉(zhuǎn)變時FgC的成分 G 912 0 純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點(A3)y?FLcrFe H 1495 0.09 碳在S-Fe中的最大溶解度?包晶轉(zhuǎn)變時5相的成分 J 1495 0.17 包晶點Lb

4、+Sh- 7j K 727 6. 69 共析轉(zhuǎn)變時FqC的成分點 M 770 0 馳恢的居里點(AJ N 1394 0 純佚的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點(AJFl 7-Fe 0 770 0.5 含碳0?5合金的磁性轉(zhuǎn)變點 1 P 727 0. 0218 碳生?-Fe中的最大溶解度，共析轉(zhuǎn)變時a相的成分點，也是工業(yè); 與鋼的理論分界點 S 727 0.77 共析點Vs- ap + Fe3C(a+Fe3C),珠光體用P表示 Q 室溫 0.001 室溫時碳在a?Fe中的洛解度 整個相圖包含三個恒溫轉(zhuǎn)變:包晶，共晶、共析。 (1)在HJB水平線(1495C)發(fā)生包晶轉(zhuǎn)變:LB+6H-YJ,轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為奧氏體。含碳量

5、 在0、09%(H點)?0、53%(B點)的鐵碳合金發(fā)生這一轉(zhuǎn)變。 在ECF水平線(1148C)發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變:LC-YE + Fe3C。轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為奧氏體與滲 碳體的機械混合物，稱為萊氏體(Ld)。含碳量在2、11%(E點)?6、69%(Fe3C)的鐵 碳合金都發(fā)生這一轉(zhuǎn)變。 在PSK水平線(727C)發(fā)生共析轉(zhuǎn)變:丫 s- P+Fe3Co轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為鐵素體與滲碳 體的機械混合物，稱為珠光體(P)。全體含碳量大于0、0218%的鐵碳合金都發(fā)生這一 轉(zhuǎn)變。 Fe-Fe3C相圖中還有四條巫要的固態(tài)轉(zhuǎn)變線： (1) GS線一奧氏體中開頭析出鐵素體或鐵素體全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的轉(zhuǎn)變線,常稱此 溫度為A3溫度。

6、 ES線一碳在奧氏體中的固溶度線,此溫度常稱為Acm溫度。低于此溫度,奧氏體 中將析出滲碳體,稱為二次滲碳體記作Fe3C II，以識別液相中經(jīng)CD線析出的一次滲 碳體Fe3C I o GP線一碳在鐵素體2)中的固溶度線(共析溫度以上)。隨著溫度降低，鐵素體中 含碳量升高。 PQ線一碳在鐵素體(a )中的固溶度線(共析溫度以下)。在727C時,鐵素體含碳量 為0、0218%,在600C時僅為0、008%,溫度下降時鐵素體中將析出滲碳體。 留神：液相中析出的滲碳體為一次Fe3C ,;奧氏體中析出的滲碳體為二次滲碳 體,FsCu；鐵素體中析出的滲碳體為三次滲碳體FeaC, 兩個磁性轉(zhuǎn)變的溫度線:(7

7、70C)線表示鐵素體的磁性轉(zhuǎn)變溫度(居里溫度)，常稱A2溫 度。230C虛線表示滲碳體的磁性轉(zhuǎn)變溫度。 含碳量小于0、0218%的鐵碳合金那么稱為I業(yè) 含碳量在0、0218%2、11%的鐵碳合金無共晶轉(zhuǎn)變，有共析轉(zhuǎn)變，稱為汕。 含碳量大于2、11%的鐵碳合金有共晶回響，稱為o 鑄鐵根據(jù)其室溫組織乂可分為三類。 亞共晶鑄鐵:2、11%C%4、3%的鐵碳合金 共晶鑄鐵:C%=4、3%的鐵碳合金 過共晶鑄鐵:4、3%C%6、69%的鐵碳合金 鋼根據(jù)其室溫組織乂可分為三類。 亞共析鋼:0、0218%vC%0、77%的鐵碳合金 共析鋼:C%=0、77%的鐵碳合金 過共析鋼:0、77%C%2、11%的鐵碳

8、合金 鐵碳合金在固態(tài)下岀現(xiàn)的兒種根本組織： 1、鐵素體 鐵素體就是碳溶解在Q-Fe中的間隙固溶體,體心立方晶格，其溶碳才能很小,常溫下 僅能溶解為0、0008%的碳，在727C時最大的溶碳才能為0、0218%。山于鐵素體含 碳量很低，其性能與純鐵好像，塑性、韌性很好,伸長率45%?50%。強度、硬度較低。 2、 奧氏體就是碳洛解在Y斤中的間隙固溶體，面心立方晶格。其溶碳才能較大，在 727C時溶碳為0、77%,1148C時可溶碳2、11%。奧氏體塑性好，就是絕大多數(shù)鋼種 在高溫下舉行壓力加工時所要求的組織。奧氏體沒有磁性。 3、滲碳體 滲碳體就是鐵與碳形成的金屬化合物，其化學式為Fe3Co滲碳

9、體的含碳量為6、 69%,熔點為1227C。硬度很高,塑性、韌性兒乎為零，脆性很大。在鐵碳合金中有不 同形態(tài)的滲碳體。 4、珠光體 珠光體就是奧氏體發(fā)生共析轉(zhuǎn)變所形成的鐵素體與滲碳體的機械混合物，其形 態(tài)為鐵素體與滲碳體薄層交替分布。用符號P表示，含碳量為0、77%。其力學性能 介于鐵素體與滲碳體之間，抉擇于珠光體片層間距，即一層鐵素體與一層滲碳體厚度 與的平均值。 5、萊氏體 萊氏體就是液態(tài)鐵碳合金發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變形成的奧氏體與滲碳體的機械混合物, 其含碳量為4、3%。當溫度高于727C時，萊氏體山奧氏體與滲碳體組成,用符號Ld 表示,成為萊氏體。在低于727C時，萊氏體就是由珠光體與滲碳體組成

10、,用符號Ld 表示，稱為變態(tài)萊氏體。萊氏體的基體就是硬而脆的滲碳體，所以硬度高，塑性很差。 純金屬在凝固時，其理論凝固溫度(Tm)不變。當液態(tài)金屬中的實際溫度低于Tm 時，就引起過冷，這種過冷稱為 。在合金的凝固過程中，山于液相中溶質(zhì)的分布 發(fā)生變化而變更了凝固溫度，這可山相圖中的液相線來確定，因此，將界面前沿液體中 的實際溫度低于III溶質(zhì)分布所抉擇的凝固溫度時產(chǎn)生的過冷，稱為o成分過 冷能否產(chǎn)生及其程度取決于液一固界面前沿液體中的溶質(zhì)質(zhì)量濃度分布與實際溫度 分布這兩個因素。 就是合金凝固有別于純金屬凝固的主要特征。色成反偏析。度相差懸殊,輕者上可O0.250.500.751 .00 就是合

11、金凝固有別于純金屬凝固的主要特征。 色成反偏析。 度相差懸殊,輕者上 可 O 0.250.500.75 貝氏體剌貝氏體貝I共晶成上貝氏偽_ 滲碳體莎包 下貝氏偽 間延長時一變貍變變 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 品析品島 井共倫熔變變變 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 島析忌 包包令“卄卄4-y汁宀 貝氏體剌 貝氏體貝I共晶成 上貝氏偽_ 滲碳體莎 包 下貝氏偽 間延長時一 變貍變變 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 品析品島 井共倫熔 變變變 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 島析忌 包包令 “卄卄4-y 汁宀 浮凸，而下 i板條內(nèi)的 軸。 當?shù)葴貢r 鋼中貝氏體就是鐵素體與碳化物組成的兩相組織，隨轉(zhuǎn)變溫度變更與化學成分不同。 :一個液相Li分解為一個固相與另一成分的液相L?的恒溫轉(zhuǎn)變

12、。 合.山兩個成分不同的液相Li與L2相互作用形成一個固相的轉(zhuǎn)變。 空山送:曲一個固相恒溫分解成一個液相與另一個固相的轉(zhuǎn)變。 共忻 :確定成分的固相在恒溫下生成另外兩個確定成分的固相的轉(zhuǎn)變。 兩個確定成分的固相，在恒溫下轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€新的固相的轉(zhuǎn)變。 二元系各類恒溫轉(zhuǎn)變圖型 判斷合金的熱處理可能性： 1、沒有固態(tài)相變的合金只能舉行消釋枝晶偏析的分散退火，不能舉行熱處理 2、具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的合金可通過再結(jié)晶退火與正炎熱處理細化晶粒 3、具有溶解度變化的合金可通過時效處理強化合金 4、具有共析轉(zhuǎn)變的合金，先加熱形成固溶體相，然后快冷,那么共析轉(zhuǎn)變被抑制而發(fā)生性 質(zhì)不同的非平衡轉(zhuǎn)變，或者性能不同的組織

13、。 奧氏體的組織通常就是由等軸狀的多邊形晶粒所組成,晶內(nèi)?？烧宫F(xiàn) 相變攣晶。 表3-1管線鋼不同組織布局的根本特征 名稱 符號 轉(zhuǎn)變機理 基體組織形態(tài) 其次相 位錯密 度 多邊形 鐵素體 PF 分散型 等軸或規(guī)矩的多邊 形； 晶界光滑、明顯、平 直 低 魏氏 鐵素體* WF 分散與切 變混合型 從晶界向晶內(nèi)生長； 呈側(cè)板條 低 準多邊形鐵素 體 QF (MF) 塊狀轉(zhuǎn)變 形態(tài)不規(guī)矩,呈無特 征的碎片，大小參差 不齊； 邊界粗糙、模糊，凸凹 不平,呈鋸齒狀或波 浪狀。 無意見M-A 高 針狀鐵素體 粒狀 貝氏體 GB(G F) 分散與切 變混合型 條狀 （形成溫度高時呈不 規(guī)矩、無特征形狀的 亞

14、晶） 條間分布有粒 狀或條狀M-A 高 簡化的Fe?Fe3C相圖 城餉 冷 0.6 D77I.D 1.2 1.5211 15 10 15 4M.J 5055S.O6.W *cWF“ s.h 1 n 7V 1 I- Ur、 更氏卜二武 04 金相組織相圖 金相組織相圖 金相組織相圖 鐵素體F 碳在a-Fc中的間隙固溶體強度、 硬度低，塑性、韌性好 最大 0、0218% 奧氏體A 碳在r-Fc中的間隙固溶體 硬度低、塑性好 最大2、11% 滲碳體Fc3C Fc與C的金屬化合物 硬而脆 最大6、69% 根本相 泄義 力學性能 容碳量 AC1 -加熱時 1珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變的開頭溫度。 Ari -冷卻時，奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變的開頭溫度。 AC3 -加熱時，先共析鐵素體全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的終止溫度。 Ar3 -冷卻時，奧氏體開頭析岀先共析鐵素體的溫度。 Accm -加熱時，二次滲碳體全部融入奧氏體的終止溫度。 Arcm -冷卻時，奧氏體開頭析出二次滲碳體的溫度。 通常把加熱時的臨界溫度加注下標“C”，冷卻時的臨界溫度加注下標為r” 鐵素體為平勻亮堂的多邊形晶粒。 、滲碳體不會被硝酸灑精溶液腐蝕，所以在顯微鏡下顯示白亮顏色。 珠光體在高倍顯微鏡下可以瞧到就是條狀滲碳體分布于鐵素體