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鋼液不是純金屬，而是以Fe為基的含有一定量C、Si、Mn及其他一些元素的多元合金。因此，它的結(jié)晶過程不是在某一固定的溫度(熔點)進行，而是在一定的溫度范圍內(nèi)完成的。在平衡結(jié)晶條件下，鋼液溫度降至其液相線溫度(tL)時開始出現(xiàn)晶體，而達到固相線溫度(ts)時結(jié)晶方告結(jié)束。此液相線和固相線間的溫度區(qū)間，即tL-ts=Δtc。便稱為該合金的結(jié)晶溫度范圍。某一鋼種的結(jié)晶溫度范圍主要取決于所含元素的性質(zhì)及其含量，并可由鐵與相應元素的二元或三元相圖來確定。各元素對結(jié)晶溫度范圍的影響可近似地看成可加和的。即某一具體鋼種的結(jié)晶溫度范圍。結(jié)晶兩相區(qū)
鋼液凝固時，在靠近模壁的固相(凝固層)與內(nèi)部液相之間存在著一個過渡區(qū)—兩相區(qū)(圖1)，即在凝固著的鋼錠內(nèi)，存在三個區(qū)域：固相區(qū)、兩相區(qū)、液相區(qū)。鋼液的結(jié)晶即形核和晶核長大過程只在兩相區(qū)進行。鋼錠的凝固就是兩相區(qū)由鋼錠表面向錠心的推移過程：當液相等溫線到達鋼錠內(nèi)某一部位時，結(jié)晶開始；而固相等溫線達到某一部位時，該處結(jié)晶便告結(jié)束，全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w。液相等溫線和固相等溫線到達錠內(nèi)某一指定點的時間間隔，即該點從液相線溫度降至固相等溫線所經(jīng)歷的時間，稱作該點的本地凝固時間，常以q表示之。本地凝固時間與該處的平均冷卻速度成反比。由于鋼錠內(nèi)不同部位的傳熱條件差異很大，因此不同部位的本地凝固時間會有很大的不同，從而引起結(jié)晶組織的不同。鋼錠內(nèi)液相等溫線和固相等溫線間的距離稱作兩相區(qū)寬度，以△x表示之。且有。兩相區(qū)窄有利于柱狀晶發(fā)展，而兩相區(qū)寬有利于等軸晶發(fā)展。
6. 硬度硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指標之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指標有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。⑴布氏硬度（HB）以一定的載荷（一般3000kg）把一定大小（直徑一般為10mm）的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時間，去載后，負荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值（HB），單位為公斤力/mm2 (N/mm2)。⑵洛氏硬度（HR）當HB>450或者試樣過小時，不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據(jù)試驗材料硬度的不同，分三種不同的標度來表示：HRA：是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度極高的材料（如硬質(zhì)合金等）。HRB：是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球，求得的硬度，用于硬度較低的材料（如退火鋼、鑄鐵等）。HRC：是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火鋼等）。⑶維氏硬度（HV）以120kg以內(nèi)的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值，即為維氏硬度值（HV）。
④高級優(yōu)質(zhì)鋼應在鋼號后加“A”，以區(qū)別于一般優(yōu)質(zhì)鋼。⑤專門用途的合金結(jié)構(gòu)鋼，鋼號冠以（或后綴）代表該鋼種用途的符號。例如，鉚螺專用的30CrMnSi鋼，鋼號表示為ML30CrMnSi。6．低合金高強度鋼①鋼號的表示方法，基本上和合金結(jié)構(gòu)鋼相同。②對專業(yè)用低合金高強度鋼，應在鋼號后標明。例如16Mn鋼，用于橋梁的專用鋼種為“16Mnq”，汽車大梁的專用鋼種為“16MnL”，壓力容器的專用鋼種為“16MnR”。7．彈簧鋼：彈簧鋼按化學成分可分為碳素彈簧鋼和合金彈簧鋼兩類，其鋼號表示方法，前者基本上與優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼相同，后者基本上與合金結(jié)構(gòu)鋼相同。8．滾動軸承鋼①鋼號冠以字母“G”，表示滾動軸承鋼類。②高碳鉻軸承鋼鋼號的碳含量不標出，鉻含量以千分之幾表示。例如GCr15。滲碳軸承鋼的鋼號表示方法，基本上和合金結(jié)構(gòu)鋼相同。9．合金工具鋼和高速工具鋼①合金工具鋼鋼號的平均碳含量≥1.0%時，不標出碳含量；當平均碳含量<1.0%時，以千分之幾表示。例如Cr12、CrWMn、9SiCr、3Cr2W8V。②鋼中合金元素含量的表示方法，基本上與合金結(jié)構(gòu)鋼相同。但對鉻含量較低的合金工具鋼鋼號，其鉻含量以千分之幾表示，并在表示含量的數(shù)字前加“0”，以便把它和一般元素含量按百分之幾表示的方法區(qū)別開來。例如Cr06。③高速工具鋼的鋼號一般不標出碳含量，只標出各種合金元素平均含量的百分之幾。例如鎢系高速鋼的鋼號表示為“W18Cr4V”。鋼號冠以字母“C”者，表示其碳含量高于未冠“C”的通用鋼號。
1） 無擴散性——馬氏體轉(zhuǎn)變是非擴散性轉(zhuǎn)變，因而轉(zhuǎn)變過程中沒有成分變化，M的含碳量和原來A的相同。2）切變共格和表面浮凸現(xiàn)象——由于原子不能進行擴散，因而晶格轉(zhuǎn)變只能以切變的機制進行。3）變溫形成——M只有在不斷降低溫度的條件下，轉(zhuǎn)變才能繼續(xù)進行。4）高速長大——馬氏體生長速度極快，片間相撞容易在馬氏體片內(nèi)產(chǎn)生顯裂紋。5） 轉(zhuǎn)變不完全——殘余奧氏體A殘——MS點越高，M越多，A殘越少。Ms和Mf點的溫度與冷卻速度無關，主要取決于含碳量與合金元素的含量。如圖所示： [3]
合并圖冊(2張)2）連續(xù)冷卻1、等溫轉(zhuǎn)變曲線的建立等溫轉(zhuǎn)變曲線可以用金相法、膨脹法、電阻法和熱分析法等多種方法建立。
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