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钢铁感应热处理的金属学基础是什么?

远拓机电 人气:276 发表时间:2019-02-26 15:52:55

钢铁感应热处理的金属学基础是什么?

   钢铁材料是以铁碳为基本组元的复杂合金。钢铁感应热处理的过程同普通热处理理一样,是固态相变的过程。其金属学基础包括以下儿方面:

   (1)纯铁的同素异构转变  纯铁有同素异构转变,可形成体心立方两种晶格的同素异构体。纯铁的同素异构转变见图3-1。1538 ℃时,液态纯铁进行结晶,凝固成体心立方的1394℃时,发生同素异构转变,转变成面心立方晶格的912℃时,又发生同素异构转变,转变为体心立方晶格的a-Fe(无磁性)继续冷却到770℃时,a-Fe变得具有强磁性,而且金属的物理及电气性能均发生变化,这个温度称为居里点,在感应加热过程中,居里点是十分有影响的一个温度点;再继续冷却到室温,a-Fe不再变化。

   (2)铁碳相图  铁碳相图不仅司以表明不同成分的铁碳合金在平衡条件下的成分、温度与组织之间的关系,还可以推断性能与成分、温度的关系。因此,铁碳相图是研究钢和铸铁组织与性能的基础,是制订各种热处理工艺的依据。铁碳相图见图3 -2。

   (3)奥氏体冷却时的组织转变  奥氏体在临界温度A1,以下是不稳定的,它会发生转变,但并不是一到A1温度以下马上发生转变,它要停留一定时间(孕育期)。此时,它处于不稳定状态,称为过冷奥氏体。过冷奥氏体在不同温度进行等温转变,会获得不同的组织和性能,见表3-1


    感应加热随后快决冷的实际情况是快速加热升温又快速连续冷却,使奥氏体在温度连续下降过程中发生转变,称为过冷奥氏的连续冷却转变。图3-3所示为过冷奥氏体的等温转变图,从图上根据冷却速度曲线()与转变曲线相交的位置,可大致估计得到什么样的组织。


表3 -1过冷奥氏体等温转变产物的组织及硬度

组织名称

形成温度范围/

显微组织特征

硬度HRC

珠光体

A1~650

粗片状混合物

<25

索氏体

650~600

细片状混合物

25~35

拖氏体

600~550

极细片状混合物

35~40

上贝氏体

550~350

羽毛状

40~45

下贝氏体

350~MS

黑色针状

45~55

马氏体

MS点以下

针状或板条状

50~66

低碳马氏体

MS点以下

板条状

45~50

   冷却速度UI相当于随炉冷却(10℃/min ),它得到的产物是珠光体;U2相当于在空气中冷却(10℃/s),它得到的产物是索氏体;U3相当于在油中冷却(150℃/S),它与开始转变曲线相交,一部分过冷奥氏体分解为托氏体,但U3没有与转变终了线相交,故另一部分过冷奥氏体来不及分解就被过冷到Ms,线以下,转变为马氏体,感应淬火中得到的过渡层既有马氏体,又有托氏体就是在这种冷速下形成的;U4相当于在水中冷却(600℃/S)),它不与转变曲线相交,表明冷却快,过冷奥氏体来不及发生分解,便被过冷到Ms以下转变为马氏体,感应淬火时常用喷液淬火,其冷速比图中U4快,即曲线更陡,往更左方向靠近。








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