合金中常見(jiàn)的組織總結(jié)

1、合金中常見(jiàn)的組織總結(jié)：1鐵素體（F）：碳溶于a-Fe所形成的固溶體，具有體立方結(jié)構(gòu)，也稱a固溶體。由于aFe的晶格間隙較小，故溶C能力較差，727度時(shí)，wc=0.021%（最大），溫度降低溶碳量較小，室溫時(shí)，C溶量幾乎為0.性能幾乎和fe一樣。特點(diǎn)：鐵素體的含C量不同，性質(zhì)和微觀組織幾乎與Fe相同。強(qiáng)度和硬度不高，但具有良好的塑性和韌性。F在770度以下具有Fe磁性，在770度以上則失去鐵磁性2滲碳體（Fe3C）鐵碳合金按亞穩(wěn)定平衡系統(tǒng)凝固和冷卻轉(zhuǎn)變時(shí)析出的Fe3C型碳化物。Fe和C形成的金屬化合物。特點(diǎn)：含碳量很高6.69%。熔點(diǎn)1227度。無(wú)同素異晶轉(zhuǎn)變，230度以下有弱鐵磁性。230度以

2、上無(wú)鐵磁性。硬度很高，而塑性和沖擊韌性幾乎等于0,脆性極大，不易受腐蝕，屬于鋼的強(qiáng)化相。起硬化和強(qiáng)化作用。Fe3C-3Fe+C（石墨），鑄鐵和石墨鋼分類，：1一次Fe3C:從液相中直接析出2二次Fe3C:從奧氏體中析出，沿奧氏體晶界網(wǎng)狀分布當(dāng)奧氏體轉(zhuǎn)變成珠光體后，F(xiàn)e3c便呈連續(xù)網(wǎng)狀分布在珠光體邊界上。3三次Fe3C:從F中析出，分布在F晶界上，最少分散一般看不到3萊氏體（Ld）:液相的鐵碳合金在1147度時(shí)共晶轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變成1:1的奧氏體和滲碳體（Fe3C）的兩相共晶混合物注意：溫度降至727度時(shí)。Ld中的A發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，生成F種Fe3C層狀分布的珠光體，所以727充以下時(shí)Ld是P和Fe3C的

3、機(jī)械混合物特點(diǎn)：純?nèi)R氏體中含有的Fe3C較多，故性能與Fe3c相近，即極為硬脆4馬氏體（M）是C溶于aFe的過(guò)飽和的固溶體，是A通過(guò)無(wú)擴(kuò)散型相變轉(zhuǎn)變成的亞穩(wěn)定相，比容大于AP是產(chǎn)生淬火應(yīng)力導(dǎo)致變形開(kāi)裂的主要原因形成：將中高碳鋼加熱到一定溫度，形成奧氏體后迅速冷卻，即淬火，得到M（使鋼變硬，增強(qiáng)的一各占淬火組織）注意：M是體立方結(jié)構(gòu)，故A（面六方）轉(zhuǎn)變成M公需很少能量，僅僅是迅速和微小的原子重排，即無(wú)擴(kuò)散位移型相戀。1M的密度小于A,故轉(zhuǎn)變后的體積膨脹，產(chǎn)生應(yīng)力2M在Fe-C相圖中沒(méi)有出現(xiàn)，因?yàn)樗皇且环N平衡組織非平衡結(jié)晶，在很快速度下形成（淬火）3馬氏體太多使馬氏體鋼變脆，太少使鋼變軟，常用回

4、火調(diào)整5奧氏體：C溶解在a-Fe中形成的一種間隙固溶體，面主立方結(jié)構(gòu)，無(wú)磁性，一般為固體鋼在高溫下的組織，有一定的溫度和成分范圍特點(diǎn)：導(dǎo)熱性差，無(wú)磁性，具有較高的塑性，低的屈服強(qiáng)度，容易塑性變形加工成型，含C量可以介于F與Fe3c之間，1148度時(shí)，a-Fe最大溶碳量為2.11%溫度下降，溶碳能力逐漸減小，727度時(shí)，wc=0.77%注意：1某些鋼淬火之后，在室溫時(shí)也含殘留奧氏體2奧氏體鋼：在Fe-C合金中加入Mn和Ni能將A臨界轉(zhuǎn)變溫度降至室溫以下，使鋼在室溫下低保持奧氏體組織6珠光體（P）奧氏體發(fā)生共析轉(zhuǎn)變所形成的鐵素體（F）和滲碳體Fe3c的共析體，其形態(tài)，為F薄層和Fe3C薄層交替重復(fù)

5、的層狀復(fù)相物，也稱片狀珠光體，wc=0.77%（wf=8.8%wFe3c=12%）性能：珠光體性能介于F于Fe3c之間，強(qiáng)度較高，硬度適中，塑性和韌性較好粒狀珠光體：在球化退火條件下，珠光體中的Fe3C也可呈粒狀，這樣的珠光體稱為粒狀珠光體第一章工程材料和性能硬度布氏硬度特點(diǎn)：精確操作較繁測(cè)量面積大球形絡(luò)氏硬度特點(diǎn)操作簡(jiǎn)單精確度不及布氏第二章材料學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)一純金屬的結(jié)晶1過(guò)冷（度）冷卻速度越快，晶粒越小材料的性能越好晶粒細(xì)化強(qiáng)度升高塑性提高2細(xì)化晶粒的措施增加冷速孕育處理塑性變形熱處理二晶體結(jié)構(gòu)致密度：晶胞中原子本身所點(diǎn)的體積百分?jǐn)?shù)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變（相變應(yīng)力）晶體材料隨溫度的轉(zhuǎn)變，而造成的晶格結(jié)構(gòu)

6、的改變晶向與晶面指數(shù)晶向族：一種晶向系統(tǒng)，它們的原子排開(kāi)情況相同，但是空間方位不同（不平行）滑移：指在切應(yīng)力的作用下，晶體的一部分沿一定晶向和晶面，相對(duì)于另一部分發(fā)生相對(duì)移動(dòng)的一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這些晶向和晶面分別被稱為滑移面和滑移方向滑移的結(jié)果是大量的原子逐步從一個(gè)穩(wěn)定位置移動(dòng)到另一個(gè)穩(wěn)定的位置，產(chǎn)生宏觀塑性變形通常每一種晶胞可能存在幾個(gè)滑移面，第一個(gè)滑移面又同時(shí)存在幾個(gè)滑移方向，一個(gè)滑移面和其上的一個(gè)滑移方向構(gòu)成一個(gè)滑移系。晶面：晶格中不同方位上的原子面晶面指數(shù)合金：由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬元素與非金屬元素組成的材料。組成合金的元素稱為組元注意：合金一般是混合物，但也可以是純凈物，如金屬

7、互化物性質(zhì)：1合金的強(qiáng)度大于Fe（單質(zhì)），物理性質(zhì)與組成元素有類似之處。但是力學(xué)性質(zhì)張變很多，抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度較大地改變（少量的某種元素對(duì)于原子的排列影響）2多數(shù)金屬合金熔點(diǎn)低于其組無(wú)金屬（熔化溫度范圍內(nèi)是固液共存狀態(tài)）3硬度比組元金屬大（特例：NaK合金液態(tài)）4導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性低于組元金屬，可以制造高電阻和高熱阻材料相：合金中結(jié)構(gòu)相同，成分和性能均一，并以界面相互隔開(kāi)的組成部分叫作相。組織：合金中不同相的組合叫作組織注意：1合金的優(yōu)良特性由其內(nèi)部的組織和相結(jié)構(gòu)而決定。2相結(jié)構(gòu)對(duì)合金的性能有決定性的作用，組織的變化也對(duì)合金的性能有很大影響固態(tài)合金分類：（按晶體結(jié)構(gòu)的基本屬性）1固溶體：組元之間

8、以不同比例混合后，形成的固相晶體結(jié)構(gòu)與組成合金的某一組元相同，稱為固溶體，分為溶質(zhì)和溶劑1間隙固溶體：溶質(zhì)原子位于溶劑原子點(diǎn)陣的間隙位置中2間隙固溶體：溶質(zhì)原子占據(jù)溶劑原子點(diǎn)陣位置畸變：溶質(zhì)與溶劑的原子半徑的差異造成，差異越大，畸變愈大作用：使塑性變形變困難，但強(qiáng)化了硬度和強(qiáng)度，即固溶強(qiáng)化2金屬化合物：合金的組元相互作用而形成的新相，它的晶體結(jié)構(gòu)類型和性能不同于任一組元，但具有金屬性質(zhì)作用特點(diǎn)：晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，熔點(diǎn)高，硬而脆，強(qiáng)化作用Eg：鐵碳合金鋼中的滲碳體（Fe3C）HB=800MPa脆性極大，塑性幾乎為零，使鋼的強(qiáng)度，硬度變大，而塑性韌性下降金屬化合物材料：FeAlFe3AlTiAlTi3

9、AlNi3AlNiAl不僅有金屬鍵還同時(shí)具有共價(jià)鍵，既有金屬的特性，又有陶瓷的性能，又叫半陶瓷材料二元合金相圖的建立方法1、配制一系列成分配比不同的合金，熔化后冷卻，用熱分析法，測(cè)定其冷卻曲線2、在冷卻曲線上找出拐點(diǎn)，并標(biāo)于溫度一成分坐標(biāo)系，連接同一拐點(diǎn)1、勻晶轉(zhuǎn)變：合金結(jié)晶時(shí)都是從液相結(jié)晶出單相的固溶體，物證：兩組元在液態(tài)和固態(tài)下都能彼此無(wú)限互溶而形成固溶體。1平衡結(jié)晶：在合金的結(jié)晶過(guò)程中，冷卻速度十分緩慢，原子能進(jìn)行充分?jǐn)U散2非平衡結(jié)晶：實(shí)際結(jié)晶過(guò)程中，冷卻速度比較快，原子擴(kuò)散不能充分進(jìn)行，先結(jié)出的晶粒含Ni高對(duì)同一晶粒來(lái)說(shuō)，晶粒中心部分NI較高，表面較低，這樣的結(jié)晶叫作非平衡結(jié)晶3晶內(nèi)偏

10、析：由非平衡結(jié)晶產(chǎn)生的晶粒內(nèi)化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象4擴(kuò)散退火：把結(jié)晶產(chǎn)生的合金重新加熱到稍低于固相線的溫度，并長(zhǎng)時(shí)間保溫，使原子擴(kuò)散充分進(jìn)行，達(dá)到化學(xué)成分均勻，從而消除晶內(nèi)偏析的方法2共晶轉(zhuǎn)變具有一定成分的液相在一定的溫度下，同時(shí)結(jié)晶出兩種具有不同成分的固相的相戀（共晶組織）相圖特點(diǎn)：兩組元在液態(tài)時(shí)能無(wú)限互溶但在固態(tài)下則有限固溶，結(jié)晶時(shí)還能共晶相變，存在共晶點(diǎn)注意：發(fā)生共晶反應(yīng)時(shí)有三相共存，各自成分是確定的，反應(yīng)在恒溫下平衡地進(jìn)行，所以共晶反應(yīng)線是水平線鐵碳合金鋼的分類鋼共析鋼鐵素體亞共析鋼含有鐵素體和珠光體過(guò)共析鋼珠光體和滲碳體鐵共晶（P+L+Fe3C）亞共晶Ld過(guò)共晶Ld+Fe3c共晶反應(yīng)：

11、一種液相在1148度生成相種固相（共生生長(zhǎng)，AFe3C）三相共存（二元合金）自由度為0溫度恒定共析反應(yīng)：一種固相A（面心）-727度F+Fe3C三相共存溫度恒定組織轉(zhuǎn)變F的含碳量很少Fe3C的碳含量很高而A的碳含量介于二者之間室溫下的鋼組織1共析鋼P(yáng)2亞共析鋼F+P3過(guò)共析鋼P(yáng)+Fe3c2第三章常用工程材料1、鋼的分類，牌號(hào)性能及應(yīng)用S使鋼有熱脆性S+Fe-FeS+S存在于鋼的晶界上，加熱時(shí)1000度以上，此共晶相融化，則組織間無(wú)作用力，加之共晶產(chǎn)物比較脆，故導(dǎo)致鋼材的熱脆性當(dāng)造強(qiáng)度比較高的橋或此類結(jié)構(gòu)時(shí)，用合金結(jié)構(gòu)鋼不能用碳素鋼滲C鋼：wc比較低，強(qiáng)度低塑韌性好高溫時(shí)滲入C原子。使表層wc上

12、升，而芯部塑韌性好，性能很好調(diào)質(zhì)鋼：（40Crwc=0.4%;35CrMo）調(diào)質(zhì)處理后，具有良好的強(qiáng)度和逆韌性彈簧鋼65Mn6Si2Mn（1.5%<wsi<2.5%）Si熱強(qiáng)度和耐高溫氧化，硬度高，彈性極限高軸承鋼wc>1.1%過(guò)共析鋼合金工具鋼：高速鋼即耐高溫良好的紅硬性但如今的刀具用硬質(zhì)合金性能更好低合工鋼強(qiáng)度大硬度高特性鋼：而蝕鋼CrNi耐熱鋼CrNISI鋼材基本上即耐熱又耐蝕耐磨鋼MnWc=0.045%的亞共析鋼-中碳鋼，做軸桿第四章鋼的熱處理注意經(jīng)過(guò)熱處理的材料，可以提高硬度，強(qiáng)度，使經(jīng)過(guò)熱處理的材料提高使用壽命也可以降低硬度，強(qiáng)度，使材料易于加工注意碳鋼的室溫組織

13、基本上由F和Fe3c兩相組成，只有將鋼加熱到奧氏體狀態(tài)才能通過(guò)不同的冷卻方式獲得不同的組織，從而得到不同的性能室溫時(shí)鋼的力學(xué)性能不僅與經(jīng)過(guò)加熱，保溫后所獲得的奧氏體晶粒大小等有關(guān)，而且也決定于過(guò)冷奧氏體經(jīng)冷卻轉(zhuǎn)變后獲得的組織。而冷卻方式和冷卻速度對(duì)奧氏體的組織轉(zhuǎn)變有直接的影響注意A-M不可能完全進(jìn)行（2305度：M+殘余A）原因：A面心立方，M（aFe轉(zhuǎn)變）是體心立方，A-M時(shí)，體積增大，內(nèi)部擠壓，應(yīng)力阻礙內(nèi)部轉(zhuǎn)變等溫冷卻：如C曲線所示，先加熱至A,以較快的速度冷卻至A1線以下一定的溫度，使奧式體在等溫狀態(tài)下的組織轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)變完成后再冷卻至室溫-等溫退火，等溫淬火連續(xù)冷卻：使加熱到奧氏體的鋼，在

14、溫度下降過(guò)程中發(fā)生組織轉(zhuǎn)變（水油空氣）第四章金屬的凝固成形鑄造合金的收縮注意：1體收縮：（液態(tài)+凝固收縮）-縮孔（松）防止措施：順序凝固人為造成熱應(yīng)力2固態(tài)收縮線收縮應(yīng)力變形（熱應(yīng)力開(kāi)裂）防止措施：同時(shí)凝固用線收縮率表示工件的粗大部分產(chǎn)生拉應(yīng)力（冷的慢）：細(xì)小部分應(yīng)產(chǎn)生壓應(yīng)力（冷卻速度快）表層受拉應(yīng)力，芯部受壓應(yīng)力3澆注溫度主要影響玳收縮澆注溫度升高，更容易產(chǎn)生縮孔（松）等由體收縮產(chǎn)生的缺陷4鑄件的收縮并非自由收縮，而是受阻收縮。其阻力來(lái)源于兩個(gè)方面。由鑄件的壁厚不均勻,各部分冷速不同，收縮先后不一致，相互制約，產(chǎn)生阻力熱應(yīng)力鑄型和型芯對(duì)收縮的機(jī)械阻力機(jī)械應(yīng)力總之鑄件受阻時(shí)越大，實(shí)際收縮率就越小防止應(yīng)力方法：同時(shí)凝固，使鑄件相鄰各部位或鑄件各處凝固開(kāi)始及結(jié)晶結(jié)束時(shí)間或相近,甚至