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奧氏體的形成奧氏體化——若溫度高于相變溫度鋼,在加熱和保溫階段,將發生室溫下的組織向A的轉變,稱為奧氏體化。
奧氏體形成的四個步驟:1)奧氏體晶核的形成; A晶核通常在珠光體中F和Fe3C相界處產生;2)奧氏體晶核長大;(3)殘余滲碳體的溶解;(4)奧氏體的均勻化共析鋼——加熱到Ac1點相變溫度;亞共析鋼——加熱到Ac3點相變溫度以上;過共析鋼——理論上應加熱到Accm以上,但實際上低于Accm。因為加熱到Accm以上,滲碳體會全部溶解,奧氏體晶粒也會迅速長大,組織粗化,脆性增加。加熱和冷卻時相圖上臨界點位置,如圖所示:
奧氏體晶粒度和奧氏體晶粒長大及其影響因素1、奧氏體晶粒度1)起始晶粒度——室溫下各種原始組織剛剛轉變為奧氏體時的晶粒度。
2)實際晶粒度——鋼在具體的熱處理或加熱條件下實際獲得的奧氏體晶粒度的大小。分為10級,1級粗(鍛造常溫調質晶粒度一般要求5-8級,鍛造余熱調質晶粒度一般要求大于等于2級)。3)本質晶粒度——表示奧氏體晶粒長大的傾向性。不表示晶粒的大小。本質粗晶粒鋼:奧氏體晶粒度隨著加熱溫度的升高不斷地迅速長大。 (如圖6-3) 圖6-3本質細晶粒鋼:奧氏體晶粒度只有加熱到較高溫度才顯著長大。2、奧氏體晶粒長大及影響因素
1)加熱溫度和保溫時間——加熱溫度越高,晶粒長大越快,奧氏體越粗大;保溫時間延長,晶粒不斷長大,但長大速度越來越慢。2)加熱速度——加熱速度越大,形核率越高,因而奧氏體的起始晶粒越小,而且晶粒來不及長大。3)碳及合金元素4)鋼的原始組織 [3]冷卻轉變
過冷奧氏體——在共析溫度(A1)以下存在的不穩定狀態的奧氏體,以符號A冷表示。隨著過冷度的不同,過冷奧氏體將發生三種類型轉變:1)珠光體型轉變;2)貝氏體型轉變;3)馬氏體型轉變。
珠光體型轉變(高溫轉變)(一)珠光體組織形態及性能☆過冷奧氏體在A1~ 550℃溫度范圍內將轉變成珠光體類型組織。該組織為鐵素體與滲碳體層片相間的機械混合物。這類組織可細分為:見圖表所示:(二)珠光體轉變過程:如圖所示:典型的擴散相變:1)碳原子和鐵原子遷移;2)晶格重構。
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3)、退火(Annealing) - 退火是鋼件的內在應力和細化晶粒的方法。退火法是將鋼件加熱至高于臨界溫度,然后放入干灰,石灰,石棉或封閉在爐內,令它慢慢冷卻。4)、硬度(Hardness) - 是材料抵抗外物刺入的一種能力。試驗鋼鐵硬度的普通方法是用銼刀在工件邊緣上銼擦,由其表面所呈現的擦痕深淺以判定其硬度的高低。這種方法稱為銼試法 這種方法不太科學。用硬度試驗儀器來試驗極為準確,是現代試驗硬度常用的方法。常用的試驗法有洛氏硬度試驗,洛氏硬度試驗機利用鉆石沖入金屬的深度來測定金屬的硬度,沖入深度愈大,硬度愈小。鉆石沖入金屬的深度,可從指針指出正確的數字,該數字稱為洛氏硬度值。5)、鍛造(Forging) - 是用錘擊使金屬成為一定形狀<成型> 的方法,當鋼件加熱達到鍛造溫度時,可以從事鍛造,彎屈,抽拉,成型等操作。大多數鋼材加熱至鮮明櫻紅色時都很易鍛造。能增加鋼材硬度常用的方法是淬火。 [2]6)、脆性(Brittleness)- 表示金屬容易破裂的性質,鑄鐵的脆性大,甚至跌落地上亦會破裂。脆性與硬度有密切關系,硬度高的材料通常脆性亦大。7)、延性(Ductility)- (又稱柔軟性) 是金屬受外力變形而不碎裂的性質,延性的金屬可抽拉成細線。8)、彈性(Flexibility)- 是金屬受外力變形,當外力之后又恢復其原有形狀的一種性質。彈簧鋼是極富彈性的一種材料。9)、展性(Malleability)- 又稱可鍛性,是金屬延性或柔軟性的另一種表示法。展性是金屬接受錘鍛或滾軋而變形時不致破裂的一種性質。10)、韌性(Toughness)- 是金屬抵受震動或沖擊的能力。韌性與脆性剛好相反。
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