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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 零讀雜談（熱處理三） [打印本頁(yè)]

作者: bkljp02 時(shí)間: 2014-11-16 11:51
標(biāo)題: 零讀雜談（熱處理三）
呵呵,，看到有大俠評(píng)價(jià)說(shuō)教材久遠(yuǎn),。是時(shí)間挺長(zhǎng)的了，雖然不至于是文革時(shí)期,。79年吧,。我比較喜歡老教材,，當(dāng)然新教材也看，必然很多東西有更科學(xué)的解釋,。之所以選這么一本老書(shū),，是因?yàn)樗那腥朦c(diǎn)淺顯，然后配合其他教材,，才容易理解和深入,。這是我的一種習(xí)慣,，希望各位理解。
也有大俠提問(wèn),，問(wèn)到了純鐵,、石墨性質(zhì)變化的問(wèn)題。也問(wèn)到了為什么熱處理會(huì)產(chǎn)生各種機(jī)械性能的改變,。問(wèn)得挺好,，不過(guò)，這些問(wèn)題問(wèn)得有些早,。慢慢看吧，后面會(huì)搞明白的,。另外,，我寫(xiě)得會(huì)比較慢，因?yàn)榇_實(shí)沒(méi)有太多的時(shí)間在網(wǎng)上泡著,。著急的大俠不妨自己去讀讀書(shū),。哈哈。
不多扯了,，今天說(shuō)鐵碳合金相圖,。

讀書(shū)：《金屬材料及熱處理》　陸大纮　許晉堃　合編
　　　人民鐵道出版社

　　　雜談三

鐵——滲碳體系合金狀態(tài)圖

鐵碳合金相圖是熱處理的重要支持。它切實(shí)反映了各種合金的組織,、成分與溫度的關(guān)系及變化規(guī)律,。它既是一種總結(jié)，同時(shí),，也是指導(dǎo)熱處理方式的基石,。
我們先從學(xué)習(xí)碳鋼的相圖開(kāi)始。當(dāng)然,，這里先說(shuō)一句,，下面你看到的相圖會(huì)同以往的有所不同。呵呵,。
[attach]336208[/attach]

上圖,，中間的部分就是標(biāo)準(zhǔn)的碳鋼鐵碳和金相圖。左右兩部分則是用來(lái)形成相圖的參考曲線圖,。
首先,，我們說(shuō)說(shuō)相圖的形成，或者叫相圖的制作,。
相圖是利用一系列鐵碳合金在凝固及固態(tài)組織轉(zhuǎn)變時(shí)有熱放出的原理制作的,。一般選擇6種含碳量狀態(tài)記錄制作。
即合金（1）0% Ｃ　100%Fe
合金（2）0.01% Ｃ　99.99%Fe
合金（3）0.02% Ｃ　99.98%Fe
合金（4）0.45% Ｃ　99.55%Fe
合金（5）0.8% Ｃ　99.2%Fe
合金（6）1.2% Ｃ　98.8%Fe
選擇好合金后,，將各合金加熱到1600度,，以極緩慢的速度冷卻下來(lái),，每隔一定時(shí)間對(duì)溫度取一讀書(shū)。以溫度為縱坐標(biāo),，時(shí)間為橫坐標(biāo),，畫(huà)出各合金得冷卻曲線。尋找各曲線上的轉(zhuǎn)折點(diǎn),，再將每個(gè)合金的轉(zhuǎn)折點(diǎn)置于以溫度為縱坐標(biāo),，含碳量為橫坐標(biāo)的圖中，將意義相同的轉(zhuǎn)折點(diǎn)用光滑的曲線連接起來(lái),，得到最后簡(jiǎn)化過(guò)的相圖,。比如上圖。
這里要說(shuō),，用實(shí)驗(yàn)法測(cè)繪相圖時(shí),，為了數(shù)據(jù)精確，會(huì)同時(shí)采用多種方法,，比如熱分析法,、膨脹儀法、x線衍射法等,。

針對(duì)已經(jīng)測(cè)繪得到的相圖,，圖中各自母標(biāo)定點(diǎn)對(duì)應(yīng)的意義等參見(jiàn)下圖。
[attach]336209[/attach]
接著,。我們學(xué)習(xí)和記錄下相圖中各曲線的意義,。
1。AC和AE線,。
AC線是液態(tài)線,。AC線即是合金開(kāi)始凝固的溫度界限。我們也很容易看到,，隨著含碳量的增加,，合金的凝固起始溫度逐漸降低。
必須要說(shuō)的是,，AC線反應(yīng)的是過(guò)冷度為0或者很小時(shí)的情況,。這個(gè)我們前面有說(shuō)過(guò)。
AE線固態(tài)線,。AE線以下,，所有合金呈現(xiàn)固態(tài)。在AE與AC線之間的部分,，合金處于液態(tài)與奧氏體混合的狀態(tài),。
含碳量對(duì)于凝固有著很大的影響。從相圖中看,，含碳量決定了凝固溫度的高低和凝固溫度范圍的寬窄,。含碳量越高,，凝固溫度越低，范圍越寬,。
2,。GS線和GP線。
GS線表示不同含碳量奧氏體冷卻時(shí)開(kāi)始向鐵素體轉(zhuǎn)變的問(wèn)題,。GP線是不同含碳量奧氏體冷卻時(shí)完全轉(zhuǎn)變成鐵素體的溫度,。
3。ES線,。
ES線是奧氏體隊(duì)碳的溶解度曲線,。ES線上各點(diǎn)是該溫度下奧氏體中溶碳達(dá)到飽和的點(diǎn)。因此,，從E點(diǎn)到S點(diǎn),，我們能夠清晰的看到，奧氏體的飽和碳溶碳量從1147度時(shí)的2.06%降低到723度時(shí)的0.8%,。所有過(guò)飽和的狀態(tài)都會(huì)導(dǎo)致在ES線溫度以下時(shí)候析出Fe3CII。
4,。PQ線,。
PQ線表示鐵素體含碳量隨溫度變化的最大溶碳量變化。從723度的0.02%一直到0度時(shí)的0.008%,。含碳量高于PQ線的合金,，在冷卻時(shí)會(huì)從鐵素體中析出Fe3CIII。這種析出在鐵素體晶界上的物質(zhì),，會(huì)使得鐵素體的塑性和韌性降低,。但一般碳鋼中因?yàn)橹楣怏w的存在，F(xiàn)e3CIII的含量及其微小,。
5,。PSK線。
PSK線可以認(rèn)為是奧氏體的終結(jié)線,。在PSK線的含碳量范圍內(nèi),，當(dāng)溫度低于723度時(shí)，所有的奧氏體或者參與奧氏體都會(huì)變成鐵素鐵或者珠光體亦或者二者的混合物或珠光體和Fe3CII的混合物,。其中,，S點(diǎn)為共析點(diǎn)。在S點(diǎn)對(duì)應(yīng)的含碳量下0.8%,，奧氏體會(huì)在723度同時(shí)發(fā)生鐵素體和滲碳體的共析反應(yīng),，得到珠光體組織。這種可逆的轉(zhuǎn)變稱為共析轉(zhuǎn)變,。

搞明白了相圖的基本意思,，下面說(shuō)說(shuō)三種典型的組織轉(zhuǎn)變過(guò)程,。（插一句，這里用的相圖實(shí)際上是一種簡(jiǎn)略相圖,，相圖中沒(méi)有涉及高溫鐵素體同液態(tài)金屬的共存相等,。關(guān)于這部分，后面的時(shí)候,，再通過(guò)其他材料補(bǔ)完）

１,。含碳量0.8%的碳鋼相變（共析鋼轉(zhuǎn)變）
[attach]336211[/attach]
我們依舊回頭去看上面的相圖。過(guò)S點(diǎn)豎直畫(huà)一條直線,。這條直線對(duì)應(yīng)的就是共析鋼的相變過(guò)程,。所以，我們很容易看到,，共析鋼從14點(diǎn)（大約1500度）開(kāi)始凝固,，到15點(diǎn)（大約1420度）完成凝固全部轉(zhuǎn)變?yōu)楹剂?.8%的奧氏體組織。再繼續(xù)降溫到723度（S）以下全部轉(zhuǎn)變?yōu)楹F素體88%滲碳體12%的珠光體組織,。并最終在室溫狀態(tài)下,，由于鐵素體溶碳能力的降低而析出Fe3CII組織。
這里要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn),，共析鋼的奧氏體轉(zhuǎn)變珠光體過(guò)程中,，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體和奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)闈B碳體是同時(shí)進(jìn)行的，故此稱為共析,。

2,。以含碳量為0.45%的碳鋼為例的含碳量低于0.8%的碳鋼相變（亞共析鋼轉(zhuǎn)變）
[attach]336212[/attach]
我們對(duì)照相圖，分析P點(diǎn)和S點(diǎn)之間的部分,。（含碳量0.02%以下的碳鋼也屬于亞共析鋼,，但卻相對(duì)特殊。因?yàn)槠洳恍纬芍楣怏w組織,，故個(gè)人不將其列入亞共析鋼轉(zhuǎn)變的過(guò)程分析中 ,。但正體思路相同，只是不存在共析,，沒(méi)有滲碳體組織,。）亞共析鋼同樣在AC線開(kāi)始凝固，在AE線完成奧氏體轉(zhuǎn)變,。但壓共析鋼從GS線開(kāi)始,，優(yōu)先析出含碳量0.2%的鐵素體組織。在析出鐵素體的同時(shí),，剩余奧氏體組織的含碳量不斷升高,，在某一溫度點(diǎn)碰觸GS線開(kāi)始維持飽和奧氏體組織狀態(tài)繼續(xù)析出鐵素體。直至723度時(shí)，剩余的飽和奧氏體組織全部共析轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w組織,。同樣的,，壓共析鋼特別是含碳量低于0.02%的碳鋼，在溫度降低到室溫時(shí),，也析出Fe3CII組織,。

3。以含碳量為1.2%的碳鋼為例的含碳量高于0.8%的碳鋼相變（過(guò)共析鋼轉(zhuǎn)變）
[attach]336213[/attach]
同樣,，我們依舊對(duì)照相圖,，分析SE點(diǎn)之間的部分。過(guò)共析鋼在AC線開(kāi)始凝固,，在AE線完成奧氏體轉(zhuǎn)變,。但是從E點(diǎn)開(kāi)始，所有低于SE線溫度下的過(guò)共析鋼都會(huì)因?yàn)閵W氏體組織在該溫度時(shí)溶碳能力不足而優(yōu)先析出Fe3CII組織,。在析出Fe3CII的同時(shí),，剩余奧氏體組織的含碳量不斷降低。直至723度時(shí),，剩余的飽和奧氏體組織全部共析轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w組織,。
因?yàn)檫^(guò)共析鋼優(yōu)先析出二次滲碳體（Fe3CII），通過(guò)前面一次雜談,，我們可以知道二次滲碳體存在于原奧氏體晶界處,。滲碳體作為一種脆硬組織，因此存在大量滲碳體和二次滲碳體的過(guò)共析鋼整體呈現(xiàn)高硬度低塑性韌性的特點(diǎn),。特別是當(dāng)滲碳體在晶界上呈現(xiàn)連續(xù)網(wǎng)狀時(shí)，塑性,、韌性以及強(qiáng)度都將大幅下降,。

鐵碳相圖對(duì)生產(chǎn)有著重要的意義。它既是制定一切熱加工和熱處理的基礎(chǔ),，同時(shí)說(shuō)明了鋼種含碳量對(duì)鋼組織的影響,。但必須要在這次雜談的末尾指出的是，雜談到現(xiàn)在所講都是以純碳鋼為前提的闡述和討論,，實(shí)際中,，鐵碳相圖還會(huì)受到各種雜志和其他合金元素的影響。對(duì)于這種影響,，在后面的雜談里,，我會(huì)通過(guò)《合金鋼與熱處理工藝學(xué)》一書(shū)進(jìn)行記錄和介紹。另外,，以上我們所討論的過(guò)程變化,，都是基于緩慢降溫的前提。而在實(shí)際生產(chǎn)中，我們又必須考慮過(guò)冷度的影響,。這些,，我們會(huì)在后面詳細(xì)的說(shuō)。

好了,。今天就說(shuō)這么多,。歡迎大家討論

作者: sqmqlt 時(shí)間: 2014-11-16 15:44
謝謝，分享

作者: heweiweibaby 時(shí)間: 2014-11-16 17:43
要好好理解一下,！

作者: 大頭0929 時(shí)間: 2014-11-16 19:13
感謝樓主分享

作者: zerowing 時(shí)間: 2014-11-17 08:10
我看大家沒(méi)啥興趣嘛,。不妨討論個(gè)話題。
8爺曾經(jīng)在講35號(hào)鋼冷鐓螺栓的時(shí)候提到個(gè)極細(xì)化晶粒的問(wèn)題,。大意是熱處理中使材料不完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體,，以獲得極細(xì)微晶粒（估計(jì)是8級(jí)晶粒度）。哪位大俠可以結(jié)合著亞共析鋼的轉(zhuǎn)變談?wù)勥@個(gè)過(guò)程該咋玩,？哈哈,。

作者: yxd198911 時(shí)間: 2014-11-17 08:28
期待后續(xù)

作者: 改怎么稱呼 時(shí)間: 2014-11-17 09:19
以前經(jīng)常看材料方面的書(shū)但是理解起來(lái)還是很慢,，而且記不住

作者: 設(shè)計(jì)者AF 時(shí)間: 2014-11-17 09:22
提示: 作者被禁止或刪除內(nèi)容自動(dòng)屏蔽

作者: 36261472 時(shí)間: 2014-11-17 12:30
拜讀中,，先頂一個(gè)

作者: 36261472 時(shí)間: 2014-11-17 13:55
深入淺出，期待樓主的第四篇文章

作者: jpp181 時(shí)間: 2014-11-17 14:09
感謝樓主分享

作者: 張曉剛zxg 時(shí)間: 2014-11-17 15:32
菜鳥(niǎo)路過(guò),，學(xué)習(xí)了

作者: 405452975 時(shí)間: 2014-11-17 20:15
謝謝樓主分享�,。�

作者: 阿哲J 時(shí)間: 2014-11-18 00:43
感謝樓主分享

作者: tospoxjm 時(shí)間: 2014-11-18 08:08
學(xué)習(xí)中,。

作者: mrplplplpl 時(shí)間: 2014-11-18 08:44
謝謝樓主的帖子, 學(xué)習(xí)了

作者: panzhaojia9528 時(shí)間: 2014-11-18 11:53
真的不錯(cuò) 厲害�,。侵�

作者: 江海洲 時(shí)間: 2014-11-18 15:30
謝謝分享,，頂一個(gè)

作者: 張曉剛zxg 時(shí)間: 2014-11-19 10:21
菜鳥(niǎo)路過(guò),，頂樓主

作者: 劍南春17385 時(shí)間: 2014-11-19 18:28
文盲，羨慕高知,，頂老師,！

作者: zhangleimcu 時(shí)間: 2014-11-25 08:15
都等了好幾天了，樓主怎么還沒(méi)出下一章啊,。以前在學(xué)校學(xué)的一直模模糊糊的,，總感覺(jué)理不清。樓主的文章容易掌握

作者: sa66 時(shí)間: 2014-11-26 17:19
鼓勵(lì)老先生繼續(xù)上傳,！

作者: 葉片泵123 時(shí)間: 2015-1-20 13:45
這就是傳說(shuō)中的圖文并茂,，深入淺出，娓娓道來(lái),，領(lǐng)教了,。

作者: jeromedeng 時(shí)間: 2015-3-2 15:21

zerowing 發(fā)表于 2014-11-17 08:10 + `; M6 T n1 O& o. K9 s) M
我看大家沒(méi)啥興趣嘛,。不妨討論個(gè)話題。
* Q* l1 g; A) E9 ~, U" Q! ~' @/ U8爺曾經(jīng)在講35號(hào)鋼冷鐓螺栓的時(shí)候提到個(gè)極細(xì)化晶粒的問(wèn)題,。大意是熱 ...

加熱到奧氏體和鐵素體共存的狀態(tài),，然后淬火得到雙相鋼么
~門外漢，大俠使勁噴~

作者: 張工zw 時(shí)間: 2015-3-21 13:05
這個(gè)一定要學(xué)習(xí),，

作者: 月下湖 時(shí)間: 2015-6-7 21:46
先收集起來(lái)

作者: kunge660 時(shí)間: 2015-6-30 14:13
真的是學(xué)習(xí)了,，以前都不清楚

作者: 黃旭品 時(shí)間: 2015-10-29 23:20
樓主寫(xiě)的很好，看的很明白,，比教科書(shū)好多了

作者: 天天天藍(lán)_ 時(shí)間: 2015-11-1 18:54
現(xiàn)在教材的A1線溫度是727度

作者: 天天天藍(lán)_ 時(shí)間: 2015-11-1 22:28
比金屬學(xué) 講的清楚多了

作者: laoli3sh 時(shí)間: 2015-11-2 09:49
學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)

作者: 大寶天天見(jiàn) 時(shí)間: 2015-11-3 16:20
要多看多理解才行

作者: sdh白癡 時(shí)間: 2015-11-10 13:00
多看多理解才行

作者: 天天天藍(lán)_ 時(shí)間: 2015-11-21 22:05
鐵碳相圖講的很透

作者: sjh1234 時(shí)間: 2015-11-23 08:18
學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)

作者: Gary丁 時(shí)間: 2016-1-29 13:10
講的透徹,。

作者: aa363806 時(shí)間: 2016-5-20 06:33
感謝樓主分享

作者: Gary丁 時(shí)間: 2016-7-15 15:54
又回來(lái)看了一遍，理解又比之前深刻了,。果然,，溫故而知新，古人誠(chéng)不欺我,。

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