金属的晶体结构与二元合金相图8329.docx

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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.第二章 金属的的晶体结结构（1）、晶晶体结构构的基本本概念： 1、金属属的晶体体结构：金属材材料内部部的原子子排列的的规律，决决定着材材料的显显微组织织特性和和材料的的宏观性性能。 2、晶格格：用于于描述原原子在晶晶体中排排列规律律的三维维空间集集合点阵阵。 3、晶胞胞：晶格格中存在在能够代代表晶格格特征的的最小集集几何单单元。 4、晶格格参数：用来描描述晶胞胞大小与与形状的的几何参参数，包包括晶胞胞的三个个棱边长长度a、b、c和三个个棱边夹夹角A、B、R，

2、共六六个参数数。 5、晶格格常数：决定晶晶胞大小小的三个个棱长。（2）、金金属中常常见的晶晶格：1、 体心立方晶晶格2、 面心立方晶晶格3、 密排六方晶晶格（3）、晶晶格的致致密度：1、致密度度：每个个晶胞中中原子所所占的总总体积与晶胞的的体积之之比。（4）、晶晶粒与亚亚晶粒：1、晶粒：晶格位位向基本本一致的的区域，并并有边界界与邻区区分开就就称为一一个晶粒粒。2、晶界：晶粒之之间原子子排列不不规则的的区域。3、晶粒大大小决定定因素：出取决决于金属属种类外外，主要要取决于于结晶条条件和热热处理工工艺。4、“为无无向性”（5）、晶晶体缺陷陷：1、凡是原原子排列列不规则则的区域域都是晶晶体缺陷陷。

3、2、点缺陷陷：以一一个点为为中心，在在它的周周围造成成原子排排列不规规则，产产生晶格格畸变和和内应力力的晶体体缺陷。主主要有间间隙原子子、置换换原子、晶晶格空位位三种。 a、正畸畸变：大大直径原原子置换换引起晶晶格局部部“撑开”现象。 b、负畸畸变：小直直径原子子置换引引起晶格格局部“靠拢”现象。c、点缺陷陷处于不不断变化化和运动动之中，位位置随时时在变。是是原子扩扩散的一一种主要要方式，也也是金属属在固态态下“相变”和化学学热处理理工艺的的基础。3、线缺陷陷：主要要是指各各种形式式的位错错。 a、位错错：晶体体中某一一列或若若干列原原子发生生了有规规律的错错排现象象。 b、刃形形位错，位位错

4、线，正正负刃形形位错。 c、位错错密度：单位体体积内位位错线的的长度。塑塑性变形形中，位位错密度度大幅增增加。退退火可使使位错密密度降到到最低值值，淬火火可使位位错密度度有所增增加。 d、金属属材料受受外力作作用能够够产生宏宏观塑性性变形的的实质，主主要都是是位错在在微观上上运动结果。4、面缺陷陷：晶界界和亚晶晶界。 a、面缺缺陷是有有一定厚厚度的原原子排列列不规则则的过渡渡带，其其厚度取取决于晶晶格位向向差的大大小及晶晶体的纯纯度。晶晶格位向向差愈小小、纯度度越高、面面缺陷越越薄、反反之越厚厚。（6）、合合金基本本概念：1、合金：一种金金属元素素与另外外一种或或多种金金属或非非金属元元素，通

5、通过熔炼炼或烧结结等方法法所形成成的具有有金属性性质的新新金属材材料。2、组元：组成合合金的最最基本的的、能独独立存在在的物质质，简称称元。组组成合金金的各个个化学元元素及稳稳定的化化合物都都是组员员。合金金中有几几种组元元就称之之为几元元合金。3、合金系系：有相相同组元元，而成成分比例例不同的的一系列列合金。4.、相：凡是化化学成分分相同、晶晶体结构构相同并并有界面面与其它它部分隔隔开来的的一个均均匀区域域。一个个相中可可以有多多个晶粒粒，但是是一个晶晶粒之中中只能是是同一个个相。5、显微组组织：在在显微镜镜下看到到的相和和晶粒的的形态、大大小和分分布。6、相组成成物：合合金显微微组织中中的

6、基本本相。7、组织组组成物：由基本本相组成成的单相相组织和和共晶体体等基本本组织。8、基本组组织：由由一个单单独的相相构成的的单相组组织和由由两个以以上的相相按一定定比例组组成的机机械混合合物，如如：共析析体，共共晶体等等。（7）、合合金相结结构：1、固溶体体：合金金结晶成成固态时时，含量量少的组组元（溶溶质）原原子分布布在含量量多的组组元（溶溶剂）晶晶格中形形成一种与与溶剂有有相同晶晶格的相相，称为为固溶体体。 a、固溶溶体与溶溶剂有相相同晶格格结构。 b、固溶溶体分类类： （a）、间间隙固溶溶体、置置换固溶溶体 （b）、有有序固溶溶体、无无序固溶溶体 （c）、有有限固溶溶体、无无限固溶溶体

7、 c、间隙隙固溶体体都是有有限固溶溶体，无无限固溶溶体都是是置换固固溶体，有有序固溶溶体都是是置换固固溶体。 d、影响响固溶体体溶解度度的主要要因素：原子直直径因素素、负电电性因素素、电子子浓度因因素、晶晶体结构构因素、温温度因素素。 e、固溶溶强化：通常把把溶入元元素形成成固溶体体而使金金属的强强度、硬硬度升高高的现象象。 f、强化化方法：固溶强强化、细细晶强化、第第二弥散散强化、热热处理相相变强化化、加工工硬化等等。（8）、金金属化合合物：1、在合金金中，当当溶质组组元的质质量分数数超过固固溶体的的溶解度度将会产产生新相相。这一一新相可可能是以以另一组组元为溶溶剂的另另一种固固溶体。2、金

8、属化化合物：具有金金属性质质的化合合物。3、第二相相弥散强强化：在在合金中中，金属属化合物物若以细细小的粒粒状均匀匀分布在在固溶体体相的基基体上会会使合金金的强度度、硬度度进一步步提高的的现象。第三章 金属的结晶晶与二元元合金相相图（1）、铸铸态组织织：1、铸态组组织：结结晶之后后得到的的金属材材料的显显微组织织。2、铸态组组织决定定着铸态态材料的的使用性性能和加加工工艺艺性能。（2）、金金属结晶温度与与过冷现现象：1、液态金金属的冷冷却过程程可以用用热分析析法测出出冷却曲曲线。2、过冷度度：理论论结晶温温度与实实际结晶晶温度之之差。金金属的结结晶都是是在达到到一定的的过冷度度后才进进行的，这

9、这种现象象称为过过冷现象象。3、过冷度度大小主主要取决决于金属属液的冷冷却速度度和金属属液中杂杂质的含含量。冷冷却速度度越大，金金属纯度度越高，过过冷度越越大。 4、结晶晶条件：动力学学条件（自自由能差差或是过过冷度）、热热力学条条件（足足够的温温度）、结结构条件件。（3）、金金属的结结晶：1、过程包包括成核核和长大大，两过过程同时时进行。2、成核：均匀成成核（自自由成核核）、非非均匀成成核。 a、均匀匀成核（自自发成核核）：在均均匀的液液态母相相中自发发地形成成新晶核核的过程程。过冷冷度越大大越易自自发成核核。 b、非均均匀成核核（非自自发成核核）：凡凡是依附附于母相相中某种种现成界界面而成

10、成核的过过程。 c、均匀匀成核和和非均匀匀成核在在金属结结晶中同同时存在在。3、成核率率（N）：单位位时间和和单位母母相体积积内所形形成的晶晶核数目目，表示示了母相相在相同同条件下下长生晶晶核的能能力。成成核率越越大，结结晶后晶晶体中的的晶粒越越细小。4、长大线线速度（C）：单单位时间间晶核界界面向母母相推进进的距离离。5、晶核长长大方式式：“生长台台阶”形式长长大、枝枝晶形式式长大。6、晶粒度度：单位位截面积积内晶粒粒数目，表表示了晶晶粒的大大小。7、细晶强强化：通通过细化化晶粒而而使金属属材料力力学性能能提高的的方法。8、结晶时时冷却速速度越大大，得到到的晶粒粒越细小小。（4）、细细化晶粒

11、粒主要方方式：1、提高冷冷却速度度（提高高过冷度度）。2、变质处处理（用用于大铸铸件）。3、振动搅搅拌。（5）、铸铸锭铸态态组织机机缺陷：1、表层细细晶区： a、表层层组织细细密，力力学性能能好，但但是很薄薄，对整整个铸锭锭性能影影响不大大。2、柱状晶晶区： a、柱状状晶区有有明显的的各向异异性。 b、在铸铸造工艺艺上，常常采用振振动方法法来破坏坏柱状晶晶区的形形成和长长大，也也常采用用变质处处理来阻阻碍柱状状晶长大大，并促促进中心心等轴晶晶区的扩扩大来减减少柱状状晶区。 c、避免免金属液液过热浇浇注也会会防止柱柱状晶区区长大。3、中心等等轴晶区区： a、对钢钢锭来说说，一般般是希望望等轴晶晶

12、区越大大越好。4、柱状晶晶区的长长度和等等轴晶区区的尺寸寸主要取取决于浇浇注温度度和合金金元素。随随浇注温温度升高高柱状晶晶长度增增加，等等轴晶区区尺寸增增大；合合金元素素增加可可使柱状状晶长度度减短，等等轴晶粒粒尺寸减减小。5、提高浇浇注温度度、加快快冷却速速度或采采用定向向冷却散散热方法法，并较较少液体体中产生生非自发发晶核等等条件则则有利于于柱状晶晶区的形形成和扩扩展。反反之，有有利于等等轴晶区区的形成成和扩展展。（6）、二二元合金金相图：1、相图是是在平衡衡状态下下测画出出来的，又又称合金金的平衡衡状态图图。2、匀晶相相图：对对于合金金组元在在液相和和固相下下均能无无限互溶溶，结晶晶时

13、只能能结晶出出单相固固溶体组组织，这这种合金金系的相相图就是是匀晶相相图。 a、匀晶晶转变：由液相相直接结结晶成单单相固溶溶体的结结晶转变变。 b、在不不同温度度下刚刚刚结晶出出来的固固相的化化学成分分是不同同的，其其变化规规律沿着着固相线线变化，剩剩余液相相化学成成分也相相应沿着着液相线线变化。 c、晶内内偏析：在实际际生产中中冷却速速度较快快，原子子扩散迁迁移滞后后于结晶晶，固相相化学成成分的均均匀性得得不到保保证。这这时就会会出现在在一个晶晶粒内，各各处成分分的不均均匀现象象。以枝枝晶方式式结晶，所所以又称称枝晶偏偏析。 d、在低低于固相相线1000-2000的温度度下进行行较长时时间的

14、加加热，通通过原子子的相互互扩散而而使成分分趋于均均匀，消消除枝晶晶偏析。此此法称作作均匀话话退火，又又称扩散散退火。3、杠杆定定律：适适用于任任何二元元相图的的任何一一个两相相区中相相的相对对质量百百分数的的计算。4、共晶相相图：在在二元合合金系中中，组元元在液相相时无限限互溶，在在固相时时则优先先互溶，并并且结晶晶过程中中以共晶晶转变为为主的相相图。 a、共晶晶转变：合金系系中某一一定化学学成分的的合金在在一定的的温度下下，同时时由液相相中结晶晶出两种种不同成成分和不不同晶体体结构的的相图。 b、共晶晶体：同同时结晶晶出来的的两种固固相机械械地混合合在一起起，形成成有固定定化学成成分的基基

15、本组织织。c、共晶转转变过程中L、三相可可以同时时存在。d、二次固固溶体：不是直直接从液液相中结结晶出来来的固溶溶体。尽尽管其化化学成分分和晶格格结构与与直接从从液相中中结晶出出来的在在同样温温度下是是完全一一样的，但但是其形形态和分分布有所所不同，对对材料的的性能影影响也有有所不同同，故要要加以下下标以示区区别。e、体积质质量偏析析：由于于体积质质量的原原因而引引起的铸铸件成分分偏析的的现象。其其偏析不不是在一一个晶粒粒之内，而而是在一一个铸件件的宏观观部位上上出现偏偏析。两两组元体体积质量量差别越越大，引引起的体体积质量量偏析越越严重。结结晶温度度区间越越大的合合金，固固液两相相共存的的时

16、间也也越长，得得到上浮浮或下浮浮的时间间也越长长，体积积质量偏偏析越严严重。冷却速速度越慢慢也会造造成同样样的后果果。f、体积质质量偏析析一旦产产生，用用热处理理方法也也不能消消除。尽尽量选用用靠近共共晶点成成分的合合金以减减小结晶晶温度区区间；结结晶时冷冷却速度度尽量快快些，浇浇注时注注意用搅搅拌以破破坏线共共晶相的的上浮或或下浮。5、包晶相相图：两两组元哎哎液相时时无限互互溶而在在固相下下有限固固溶，并并在合金金结晶时时以包晶晶转变为为主的合合金相图图。 a、包晶晶转变：在一定定温度下下，由一一定成分分的固相相和一定定成分的的液相相相互作用用产生一一种新固固相的结结晶转变变。 b、包晶晶偏

17、析：包晶转转变是很很慢的，在在实际生生产中由由于冷却却速度不不可能非非常慢，因因此也会会产生成成分的偏偏析。这这种由于于包晶转转变不能充充分完成成而产生生的化学学成分不不均匀的的现象。 c、包晶晶偏析课课以通过过扩散退退火得到到减轻或或是消除除。（7）、合合金相图图和性能能的关系系：1、合金的的性能取取决于合合金的化化学成分分和它的的显微组组织。2、固溶体体合金的的性能主主要取决决于组元元的性质质和溶质质元素的的浓度。3、固溶体体合金不不适合作作铸件使使用，而而适宜作作铸锭然然后轧制制成材使使用。4、共晶合合金系的的压力加加工工艺艺差，切切切削工工艺性好好，其铸铸造性能能与具体体的合金金组织中

18、中共晶体体所占比比例有关关。共晶晶体越多多铸造工工艺性越越好，共共晶成分分的合金金铸造工工艺性最最好。第五章 铁碳合金金相图及及碳素钢钢（1）、同同素异晶晶转变：1、同素异异构转变变：金属属在结晶晶成固态态之后继继续冷却却的过程程中晶格格类型随随温度下下降而发发生转变变的现象象，又称称同素异异晶转变变。 a、同素素异晶转转变也是是通过成成核长大大的过程程来完成成原子重重新排列列的，也也是一种种结晶过过程，也也有结晶晶潜热产产生。 b、同素素异晶转转变也被被称为重重结晶，是是一种固固态相变变。 c、因为为Fe具有这这种同素素异晶转转变才使使得钢也也存在多多种固体体相变，也也是钢可可以进行行各种热

19、热处理的的基础。（2）、铁铁碳合金金中的相相：1、碳在FFe-CC合金中中存在形形式：固固溶到铁铁晶格间间隙中的的固溶碳碳、与Fe形成间间隙化合合物的化化合碳、游游离在Fe-C合金中中的游离离碳。2、铁素体体：碳原原子固溶溶到Fe中形成成的间隙隙固溶体体。代号号为F或。（在在室温时时常作为为基体相相存在）3、奥氏体体：碳原原子固溶溶到-Fe中所形形成的间间隙固溶溶体。代代号为A或。（热热变形加加工所需需要的相相，一般般不存在在与室温温）4、渗碳体体：铁与与碳形成成的间隙隙化合物物。分子子式。（常常作为第第二相弥弥散强化化的强化化相）5、石墨：Fe-C合金中中游离存存在的碳碳。代号号为G。6、液

20、相：铁碳合合金在液液态时。代代号L。（3）、基基本组织织：1、共析转转变：在在某一恒恒定温度度时，一一定成分分的固相相有重新新结晶成成两个不不同的固固相的机械混合合物。 a、共析析体：共共析转变变产生的的机械混混合物，铁铁素体F+渗碳体体。代号号为P，命名名为珠光光体。 b、=00.777%，T=7727。2、共晶转转变：在在某一恒恒定温度度时，一一定成分分的液相相结晶成成两个不不同的固固相的机机械混合合物。 a、共晶晶体：共共晶转变变产生的的机械混混合物，奥奥氏体A+渗碳碳体。代号号为，命命名为高高温莱氏氏体。 b、=44.3% ，T=111488。 c、在TT=7227。以下下高温莱莱氏体

21、又又发生转转变，成成为低温温莱氏体体，又称称变态莱莱氏体，P+，代代号为。（4）、渗渗碳体：1、从液相相中直接接结晶出出来的称称为一次次渗碳体体，记为为。2、从奥氏氏体中析析出的渗渗碳体称称为二次次渗碳体体，记为为。3、从铁素素体中析析出的渗渗碳体称称为三次次渗碳体体，记为为。4、，以以及P和中的渗渗碳体，它它们本身身并无区区别，都都是有相相同的化化学成分分、晶格格结构和和性质。只只是出处处不同并并且由此此造成其其形态、大大小以及及在合金金中的分分布等情情况有所所不同。因此此，对合合金的性性能也有有不同影影响。（5）、铁铁碳合金金相区：1、单相区区有五个个：L、A、F、。2、双相区区有七个个：

22、+L、+A、A+L、L+、A+、A+F、F+。3、三相区区有三个个，三条条水平线线：L+A（包晶晶线）、L+AA+（共晶线线）、A+FF+（共共析线）。体nG（6）、铁铁碳合金金分类：1、工业纯纯铁：0.002%2、碳素钢钢：0.002%2.111% 共析钢钢：=00.777% 亚共析析钢：00.022%0.777% 过共析析钢：0.777%2.111%4、 白口铸铁： 2.11%6.669%共晶白口铸铸铁：=4.33% 亚共晶白口口铸铁：2.111%4.33%过共晶白口口铸铁：4.33%6.669%（7）、合合金相变变过程：1、工业纯纯铁室温温显微组组织的相相组成物物与组织织组成物物都是铁铁

23、素体和和渗碳体体。2、珠光体体一般是是片层状状分布，片片层位向向基本相相同的区区域称为一个珠珠光体团团，它不不是晶粒粒，珠光光体团的的边界也也不能称称作晶界界。（8）、对对铁碳合合金组织织性能的的影响：1、A的塑塑性很好好，所以以2.111%的铁碳碳合金可可以进行行热变形形加工。而2.11%的铁碳合金是不能进行热变形加工的。2、都是随随增加而而下降；硬度随随增加直直线上升升；当0.99%时随增加加而增加加（对组组织形态态很敏感感），0.99%随增加而而下降。（9）、杂杂志对性性能的影影响：1、的影响响：脱氧氧残余的的元素，大大部分溶溶于F，形成成含锰的的铁素体体，使钢钢强化。2、的影响响：原料

24、料生铁或或硅铁脱脱氧剂，硅硅会促使使分解生生成石墨墨，产生生“黑脆”。3、S的影影响：矿矿石和燃燃料，热热变形中中产生“热脆”。4、P的影影响：矿矿石，产产生“冷脆”，降低低钢的可可焊性。5、O的影影响：大大气，严严重降低低钢的疲疲劳强度度。6、N的影影响：大大气，加加热会使使钢表面面氧化成成蓝色，“蓝脆”。7、H的影影响：大大气，氢氢脆。（10）、碳钢钢分类：1、按钢中中碳含量量的多少少分类：低碳钢00.255%中碳钢0.25%0.66%高碳钢00.6%2、按钢的的质量分分类：普通钢00.055% ，0.0045%优质钢00.0335% ，0.0035%高级优质钢钢0.002% ，0.003

25、%3、按钢的的用途分分类：碳素结构钢钢优质碳素结结构钢碳素工具钢钢一般工程用用铸造碳碳素钢件件4、 按炼钢时的的脱氧程程度分类类：沸腾钢：是是脱氧不不彻底的的钢，代代号F镇静钢：是是脱氧彻彻底的钢钢，代号号Z半镇静钢：是脱氧氧程度介介于沸腾腾钢和镇镇静钢之之间，代代号b特殊镇静钢钢：进行行特殊脱脱氧的钢钢，代号号TZ（11）、钢钢号命名名法和用用途：1、碳素结结构钢：用量很很大70%，是热热轧后空空冷供货货，不需需要在进进行热处处理而直接接使用。a、Q+-等级符符号+脱氧程程度符号号。b、等级符符号： A级00.055% ，0.0045% B级00.0445% ，0.0045% C级0.004

26、% ，0.004% D级0.0035% ，0.0035%c、此类钢钢共分五五个强度度等级Q1995Q27752、优质碳碳素结构构钢：质质量好，常常作为较较重要的的机件。可可以通过过各种热热处理调调整零件件的力学学性能。出出厂状态态可以是是热轧后后空冷，也也可以是是退火、正正火等状状态。a、钢号是是以钢的的碳含量量的万分分数值来来命名的的。是二二位数字字，全部部是优质质级，不不标质量量等级。b、此类钢钢中有三三个钢号号是沸腾腾钢，尾尾部标有有F，如08FFc、有些锰锰含量超超出规定定，如65。此此类钢任任然属于于优质碳碳素结构构钢，不不要误以以为是合合金钢。d、优质碳碳素结构构钢共有有31个钢号

27、号。3、碳素工工具钢：在0.665%1.335%的碳素素钢，分分为优质质级和高高级优质质级。a、命名法法T加上碳碳含量的的千分数数。如T100b、对于高高级优质质级尾部部加A。如T100A。优质质级不加加质量等等级符号号。c、一般锰锰含量在在0.44%以下，有有些在0.6%尾部要要标出，如T8，以区别与T84、一般工工程用铸铸造碳素素钢：ZG+a、铸钢铸铸造工艺艺性差，为为了提高高流动性性，浇注注温度很很高，易易使铸钢钢件出现现过热的的魏氏体体组织。b、魏氏体体组织：在原来来粗大的的奥氏体体晶粒内内温度下下降而相相变产生生的粗大大铁素体体针。是是钢的塑塑性、韧韧性变坏坏。c、魏氏体体可以通通过

28、完全全退火得得到消除除。第六章 钢的热热处理级级表面处处理（1）改变变钢的性性能途径径：1、合金化化，加入入合金元元素，调调整钢的的化学成成分。2、进行热热处理。（2）、钢钢的热处处理：1、钢的热热处理：在固态态下对钢钢进行不不同的加加热、保保温、冷冷却来改改变钢的的组织结结构，从从而获得得所需要要的性能能的一种种工艺。2、预先热热处理：机械零零件切削削加工前前的一个个中间工工序，以以改善切切削加工工性能及及为后续续工序做做组织准准备的热热处理。3、最终热热处理：作为获获得零件件最终使使用性能能的所有有热处理理。4、热处理理不改变变工件的的形状和和尺寸，只只改变其其组织和和性能。（3）、奥奥氏

29、体化化过程：1、奥氏体体化：加加热温度度高于相相变温度度，钢在在加热和和保温阶阶段，将将发生室室温下的的组织向向A的转变变。2、奥氏体体化是通通过成核核长大机机制来完完成。成成核长大大过程依依靠铁原原子和碳碳原子的的扩散来来实现，属属于扩散散型相变变。（4）、奥奥氏体晶晶粒度：1、奥氏体体晶粒度度分为：起始晶晶粒度、实实际晶粒粒度、本本质晶粒粒度。a、起始晶晶粒度：室温下下的各种种原始组组织刚刚刚转变为为奥氏体体似时的的晶粒度度。b、实际晶晶粒度：钢在具具体的热热处理或或加工条条件下实实际获得得的奥氏氏体晶粒粒度的大大小。结结构钢中中分为10级，1级最粗粗，10级最细细。c、本质晶晶粒度：表示

30、奥奥氏体晶晶粒长大大的倾向向性。随随加热温温度的升升高不断断的迅速速长大，这这种叫做做本质粗粗晶粒钢钢；有些些钢的奥奥氏体晶晶粒不易易长大，只只有加热热到较高高温度才才显著长长大，这这种钢称称为本质质细晶粒粒钢。2、需要进进行热处处理的工件件，一般般采用本本质细晶晶粒钢制制造。a、锰硅脱脱氧的钢钢为本质质粗晶粒粒钢b、铝脱氧氧的钢为为本质细细晶粒钢钢c、沸腾钢钢为本质质粗晶粒粒钢d、镇静钢钢为本质质细晶粒粒钢（5）、奥奥氏体晶晶粒长大大的因素素：1、严格控控制奥氏氏体化的的加热温温度2、合理的的控制保保温时间间3、合理选选择原始始组织以以及加入入一定量量的合金金元素a、亚共析析钢增加加，奥氏氏

31、体晶粒粒长大的的倾向变变大。b、过共析析钢增加加，奥氏氏体晶粒粒长大的的倾向性性变小。c、加入形形成碳化化物的元元素，促促进石墨化化的元素素，自由由存在的的元素都都会阻碍碍奥氏体体的晶粒粒长大。d、原始组组织中珠珠光体P的形态态也影响响A的晶粒粒度。粒粒状P比片层P奥氏体体化后晶晶粒更细细小。（6）、组组织转变变：1、过冷至至以下就就是不稳稳定的过过冷奥氏氏体，以以符号AA冷。2、珠光体体型转变变、贝氏氏体型转转变、马马氏体型型转变（7）、珠珠光体型型转变：1、过冷奥奥氏体在在至550温度范范内将发发生珠光光体类型型组织。改组织为铁素体和渗碳体片层相间的机械混合物。a、珠光体体：形成成温度65

32、0 代号为Pb、索氏体体：形成成温度650600 代号为Sc、托氏体体：600550 代号为T2、珠光体体转变过过程是一一种典型型的扩散散型相变变。转变变时有两两个两个个物理过过程同时时进行：一是碳碳原子和和铁原子子迁移产产生高碳碳的的渗渗碳体和和低碳的的铁素体体；二是是晶格重重构，由由面心立立方的奥奥氏体转转变成体体心立方方的铁素素体和复复杂立方方的渗碳碳体。（8）、贝贝氏体型型转变：1、过冷奥奥氏体在在550-温度范范围内将将转变成成贝氏体体类型组组织，代代号为B。转变变温度不不同组织织形态也也将不一一样，可可以分为为上贝氏氏体（B上）和和下贝氏氏体（B下）。a、上贝氏氏体：在在550-3

33、550，上贝贝氏体呈呈羽毛状状，即过过饱和的的固溶体体以A晶界向向晶内成成束的生生长。b、下贝氏氏体：在在350-。下贝贝氏体呈呈竹叶状状，下贝贝氏体是是由针片片状过饱饱和固溶体体和其共共晶格的的碳化物物组成。2、贝氏体体力学性性能：取取决于组组织形态态，上贝贝氏体强强度和韧韧性均不不高，在在生产中中基本不不用到；下贝氏氏体除了了有较高高的强度度和硬度度外，还还有较好的的塑性和和韧性有有良好的的综合力力学性能能，生产产上常用用的组织织。获得得下贝氏氏体是强强化钢材材的重要要途径之之一。3、贝氏体体转变过过程：转转变温度度低，只只发生碳碳原子的的扩散，大大质量的的铁原子子基本不不扩散，属属于半扩

34、扩散型转转变。a、贝氏体体转变速速度主要要受碳原原子扩散散的速度度影响。转转变温度度越低，碳碳原子迁迁移越困困难，因因而形成成贝氏体体的速度度也就比比较慢。（9）、马马氏体型型转变：1、马氏体体组织形形态：奥奥氏体获获得极大大过冷度度至以下下时，将将转变成成马氏体体类型组组织。主主要有两两种类型型，一类类是板条条状马氏氏体，另另一类是是针片状状马氏体体。a、获得马马氏体是是钢件强强韧化的的重要基基础。b、马氏体体晶体结结构是碳碳在Fe中的过过饱和固固溶体，用用符号M 表示。马马氏体具具有体心心正方晶晶格（a=bc）。c、发生马马氏体型型转变时时，奥氏氏体中的的碳全部部保留在在马氏体体中。d、称

35、为马马氏体的的方正度度，马氏氏体碳的的质量分分数越高高，其方方正度越越大，晶晶格畸变变也就月月严重，马马氏体的的硬度也也就越高高。e、板条马马氏体的的亚结构构是高密密度的位位错，也也称位错错马氏体体。f、针片状状马氏体体呈凸透透镜状，显显微组织织为针片片状，是是立体形形态的截截面。越越是后形形成的马马氏体片片也就越越小。业结结构主要要是孪晶晶，又称称做孪晶晶马氏体体。g、实际中中，加热热温度低低，奥氏氏体晶粒粒小，淬淬火后的的马氏体体的组织织小，难难以分辨辨，称作作隐晶马马氏体。h、马氏体体形态主主要取决决于碳的的质量分分数。0.22% 组织全全是板条条马氏体体；1% 全是针针片状马马氏体；0

36、.22%1% 是板条条马氏体体和针片片状马氏氏体的混混合组织织。2、马氏体体性能：高硬度度高强度度是马氏氏体主要要性能特特点，硬硬度主要要受碳的的质量分分数影响，增增加，硬硬度增加加。0.66% 硬度趋趋于平缓缓。a、马氏体体强化的的主要原原因：由由于过饱饱和碳原原子引起起的晶格格畸变，即即固溶强强化；转转变过程程中的大大量晶体体缺陷和和引起的的组织细细化。b、合金元元素存在在对马氏氏体的硬硬度影响响不大。c、马氏体体塑性韧韧性主要要取决于于碳的饱饱和度和和亚结构构。d、板条马马氏体塑塑性和韧韧性好原原因：一一是饱和和度下晶晶格畸变变小，参参与应力力小；二二是亚结结构是位位错。f、高碳针针片状

37、马马氏体塑塑性和韧韧性差原原因：一一是碳饱饱和度大大晶格畸畸变严重重，残余余应力大大；二是是亚结构构主要是是孪晶。3、马氏体体转变特特点：在在较低温温度下转转变。a、无扩散散性：非非扩散性性转变，由由于相变变温度低低转化速速度快碳碳铁原子子扩散都都不能进进行，没没有成分分变化b、切变共共格和表表面浮凸凸现象：由于原原子不能能扩散，晶晶格转变变以切变变机制进进行。c、变温形形成：马马氏体转转变开始始后，必必须在不不断降低低温度的的条件下下，转变变才能继继续进行行，冷却却中断，转转变停止止。开始始点，终终止点。d、高速长长大：马马氏体生生产速度度极快，片片间相撞撞易在马马氏体片内产产生显微微裂纹。

38、f、转变不不完全：有残余余奥氏体体A残；越高高，A残越少少。、温度和和冷却速速度无关关，主要要取决于于奥氏体体的碳的的质量分分数和合合金元素素的质量量分数。，、A残。（10）、过过冷奥氏氏体转变变曲线：1、奥氏体体等温转转变：将将奥氏体体迅速冷冷却至临临界温度度A1以下的的一定温温度，并并在此温温度下进进行等温温，在等等温过程程中所发发生的相相变。2、TTTT曲线：奥氏体体等温转转变曲线线，又称称C曲线。a、C曲线线建立：金相法法、膨胀胀法、磁磁性法、电电阻法、热热分析法法等。b、C曲线线分析：孕育期期，孕育育期长短短决定奥奥氏体稳稳定性。3、影响CC曲线的的因素：、合金金元素、加加热温度度和

39、保温温时间。a、的影响响：在正正常加热热条件下下，亚共共析钢，C曲线；过共共析钢，C曲线；碳素素钢中共共析钢最最靠右，即即共析钢钢的奥氏氏体最不不稳定。在亚共析钢和过共析钢上面还各多出一条共析相析出线。b、合金元元素的影影响：出出Co以外，所所有合金金元素融融入奥氏氏体后，都都会增大大过冷奥奥氏体的的稳定性性，是C曲线右右移。碳碳化物形形成元素素质量分分数较多多时，是是C曲线状状态会变变化，有有时出现现两组曲曲线等。c、加热温温度和保保温时间间的影响响：加热热温度和和保温时时间的提提高和延延长，提提高过冷冷奥氏体体的稳定定性，使使C曲线右右移。（11）、过过冷奥氏氏体连续续冷却转转变曲线（CC

40、T）：1、在实际际生产中中，过冷冷奥氏体体大多是是在连续续冷却时时转变的的，即需需要测定定连续转转变曲线线CCT，常用用测定方方法有金金相法、膨膨胀法和和磁性法法。2、CCTT曲线位位于TTT曲线的的右下方方。3、在CCCT曲线上Ps和Pf分别表表示奥氏氏体向珠珠光体转转变开始始和终了了线，K表示奥奥氏体向向珠光体体转变终终止线，凡凡是冷却却曲线碰碰到K线，剩剩余的过过冷奥氏氏体就不不再发生生珠光体体转变，一一直保持持到Ms点一下下转变成成马氏体体。是CCT曲线的的临界冷冷却速度度，是获获得马氏氏体组织织的最小小冷却速速度。是TTT曲线的的临界冷冷却速度度，1.55，可以以借用TTT曲线分分析

41、应得得的组织织。4、以不同同冷却速速度连续续冷却时时，过冷冷奥氏体体的转变变产物是是不同的的。空冷冷得到S，油冷冷得到T和少量M，水冷冷得到M和A残。（12）、退退火和正正火的主主要目的的：1、调整硬硬度为后后续工艺艺做准备备。2、消除残残余内应应力。细细化晶粒粒改善组组织，提提高力学学性能。正正火可以以消除过过共析钢钢中的网网状渗碳碳体。3、为最终终热处理理做好组组织准备备。（13）、退退火：完完全退火火、等温温退火、球球化退火火、均匀匀化退火火（扩散散退火）、去去应力退退火、再再结晶退退火。1、完全退退火：将将钢完全全奥氏体体化，随随之缓慢慢冷却，获获得近似似平衡状状态组织织的退火火工艺。

42、又称重结晶退火和普通退火。完全退火周期较长，主要用于亚共析钢成分的中碳钢大中型铸、锻件以及热轧型材，有时也用于焊件。2、球化退退火：使使钢中碳碳化物球球状化而而进行的的退火工工艺。是是一种不不完全退退火，主主要用于于共析和和过共析析碳素钢钢及合金金工具钢钢，目的的在于降降低硬度度，改善善切削加加工性能能，并为为后续的的淬火做做准备。a、球化退退火得到到的组织织是粒状状珠光体体。b、对于有有严重网网状二次渗碳碳体的过过共析钢钢，应在在球化退退火前进进行正火火处理，消消除网状状。3、等温退退火：将将钢件加加热高于于Ac3或是Ac1温度，保保持适当当时间后后，较快快冷却到到珠光体体转变温温度区间间的

43、某一一温度并并进行等等温保持持是奥氏氏体转变变为珠光光体型组组织，然然后再空空气中冷冷却的退退火工艺艺。a、等温退退火缩短短了工件件在炉中中时间提提高了利利用率，缩缩短生产产周期。b、对亚共共析钢等等温退火火可以替替代完全全退火，对对于共析析钢、过过共析钢钢，等温温退火可可以替代代球化退退火。4、均匀化化退火（扩扩散退火火）：将将铸件加加热到稍稍低于固固相线的的温度Ac33+1550-2200长时间间保温，然然后换冷冷的工艺艺。主要要用于消消除某些具有有化学成成分偏析析的铸钢钢件及锻锻扎件。5、去应力力退火：晶工件件加热到到Ac1以下某某温度保保温后随随炉冷却却到160以下出出炉空冷冷。去应应

44、力退火火无相变变，主要要用于消消除铸、锻锻、焊件件的内应应力，稳稳定尺寸寸，防止止在后续续工艺中中变形和和开裂。（14）、正正火：1、正火：将钢件件加热到到Ac3或Acm以上30-50，保温温适当时时间后，在在静止的的空气中中冷却的的热处理理工艺。正火是一种优先采用的预先热处理工艺。2、正火与与退火的的主要区区别：a、冷却速速度不同同，正火火冷却速速度快.b、正火后后的组织织比较细细，比退退火后的的强度、硬硬度高，含含碳量越越高，差差别越大大。c、正火生生产周期期短，不不占设备备，生产产率高。d、过共析析钢正火火后可以以消除网网状碳化化物，是是最常用用的消除除网状碳碳化物的的热处理理工艺。e、

45、低碳钢钢正火后后可以显显著改善善切削加加工性能能。f、0.4% 正火替替代完全全退火。（15）、淬淬火：1、淬火：将钢件件加热到到Ac3或Ac1相变点点以上某某一温度度，保持持一定时时间，然然后以大大于的速速度冷却却获得马马氏体和和下贝氏氏体组织织的热处处理工艺艺。2、淬火温温度的选选择：为为了防止止奥氏体体粗大，一般淬火温度不宜太高。a、亚共析析钢Ac3+330-550；共析析钢和过过共析钢钢Ac11+300-500部分奥奥氏体化化；对于于合金钢钢淬火温温度允许许比碳素素钢高，在在临界点点上50-1000，提高高淬火温温度有利利于合金金元素在在奥氏体体中充分分溶解和和均匀化化。3、淬火介介质

46、：冷冷却速度度大于才才可以实实现淬火火，冷却却越快，应应力越大大，易引引起工件件开裂。理理想介质质是在C曲线鼻鼻尖处快快冷，Ms点附近近缓冷，减少转变时的应力。a、盐水淬淬火的工工件，容容易得到到高硬度度和光洁洁的表面面，不易易产生软软点。b、盐浴或或碱浴：熔融状状态的盐盐碱作为为淬火介介质。4、常用淬淬火方法法：目前前还没有有理想的的淬火介介质。a、单液淬淬火：放放入一种种介质中中，淬火火应力大大。b、双液淬淬火：水水淬空冷冷、油淬淬空冷，作作用是在在鼻尖处处冷却快快，马氏氏体附近近冷却慢慢，减少少开裂。c、马氏体体分级淬淬火：直直接放入入某温度度的盐浴浴或碱浴浴中，保保温一段段时间后后取出空空冷。d、贝氏体体等温淬淬火：奥奥氏体化化后快冷冷到贝氏氏体转变变区间，等等温保持持。（16）、钢钢的淬透透性：1、淬透性性：在规规定条件件下，决决定钢材材淬硬深深度和硬硬度分布布的特性性，是钢钢材的固固有属性性。又称称可淬性性，取决决于钢的的淬火临临界冷却却速度的的大小。2、淬透性性低钢件件的力学学性能影影响：淬淬透钢件件沿截面面力学性性能均匀分分布，未未淬透心心部力学学性能低低，尤其其是冲击击韧度更更低。3、影响淬淬透性因因素：决决定性因因素是，越小淬淬透性越越大，与与钢的化化学成分分和奥氏氏体化温温度之间间有密切切关系。