Ⅰ 熱處理前鋼鐵材料在室溫下具有哪些基體組織
熱處理以前,鋼鐵材料包括鋼材、工業純鐵、鑄鐵等等,不同材質其基本組織也不一樣,主要基本組織有鐵素體、滲碳體、馬氏體、球狀石墨,三氧化二鐵,四氧化三鐵等等。
Ⅱ 鐵碳合金的基本組織有哪些
Ⅲ 鐵碳合金中的基本結構、基本相、組織是什麼
鐵碳合金(iron—carbon alloy)
以鐵和碳為組元的二元合金。鐵基材料中應用最多的一類——碳鋼和鑄鐵,就是一種工業鐵碳合金材料。鋼鐵材料適用范圍廣闊的原因,首先在於可用的成分跨度大,從近於無碳的工業純鐵到含碳4%左右的鑄鐵,在此范圍內合金的相結構和微觀組織都發生很大的變化;另外,還在於可採用各種熱加工工藝,尤其金屬熱處理技術,大幅度地改變某一成分合金的組織和性能。
鐵碳合金中合金相的形成,與純鐵的晶體結構及碳在合金中的存在形式有關。純鐵有三種同素異構狀態:912℃以下為體心立方晶體結構:稱α-Fe;912~1394℃為面心立方晶體結構,稱γ-Fe;1394~1538℃(熔點),又呈體心立方,稱δ-Fe。在液態,在低於7%碳范圍,碳和鐵可完全互溶;在固態,碳在鐵中的溶解是有限的,並且溶解度取決於鐵(溶劑)的晶體結構。與鐵的三種同素異構物相對應,碳在鐵中形成的固溶體有三種:α固溶體(鐵素體)、γ固溶體(奧氏體)和δ固溶體(8鐵素體)。這些固溶體中,鐵原子的空間分布與α-Fe、γ-Fe和δ-Fe一致,碳原子的尺寸遠比鐵原子為小,在固溶體中它處於點陣的間隙位置,造成點陣畸變。碳在γ-Fe中的溶解度最大,但不超過2.11%;碳在α-Fe中的溶解度不超過0.0218%;而在δ6-Fe中不超過0.09%。當鐵碳合金的碳含量超過在鐵中的溶解度時,多餘的碳可以以鐵的碳化物形式或以單質狀態(石墨)存在於合金中,可形成一系列碳化物,其中Fe3C(滲碳體,6.69%C)是亞穩相,它是具有復雜結構的間隙化合物。石墨是鐵碳合金的穩定平衡相,具有簡單六方結構。Fe3C有可能分解成鐵和石墨穩定相,但該過程在室溫下是極其緩慢的。
工業上獲得廣泛應用的碳鋼和鑄鐵就是鐵碳合金,含碳低於2.11%的鐵碳合金稱為鋼,含碳高於2.11%的合金稱為鑄鐵。在碳鋼和鑄鐵中除碳之外,還含有硅、錳、硫、磷、氮、氫、氧等一些雜質,這些雜質是在冶煉過程中由生鐵、脫氧劑和燃料等帶入的。這些雜質對鋼鐵性能產生影響。
碳鋼一般按含碳量、用途、質量和冶煉方法分類。按含碳量可分為:低碳鋼(C<0.25%),中碳鋼(0.25%<C<0.6%),高碳鋼(C>0.6%);按鋼的用途可分為碳素結構鋼和碳素工具鋼兩大類;按鋼的質量可分為:普通碳素鋼(S≤0.055%,P≤0.45%),優質碳素鋼(S、P≤0.04%)和高級優質碳素鋼(s≤0.030%,P≤0.035%)三大類;按冶煉方法可分為沸騰鋼和鎮靜鋼、半鎮靜鋼。
根據碳在鑄鐵中存在的形式不同鑄鐵可分為:白口鑄鐵:絕大部分碳以滲碳體形式存在於鑄鐵中;灰口鑄鐵:絕大部分碳以片狀石墨形式存在;可鍛鑄鐵:由白口鑄鐵經石墨化退火製成,其中碳以團絮狀石墨形式存在;球墨鑄鐵:在澆注前經球化處理,碳以球狀或團狀石墨存在。
Ⅳ 低碳鋼基本組織
低碳鋼基本組織主要是鐵素體。
低碳鋼退火組織為鐵素體和少量珠光體,其強度和硬度較低,塑性和韌性較好。因此,其冷成形性良好可採用卷邊、折彎、沖壓等方法進行冷成形。這種鋼材具有良好的焊接性。碳含量很低的低碳鋼硬度很低,切削加工性不佳,正火處理可以改善其切削加工性。
低碳鋼有較大的時效傾向,既有淬火時效傾向,還有形變時效傾向。當鋼從高溫較快冷卻時,鐵素體刮碳、氮過飽和,它在常溫也能緩慢地形成鐵的碳氮物,因而鋼的強度和硬度提高,而塑性和韌性降低,這種現象稱為淬火時效。低碳鋼即使不淬火而空冷也會產生時效。低碳鋼經形變產生大量位錯,鐵素體中自碳、氮原子與位錯發生彈性交互作用,碳、氮原子聚集在位錯線周圍。這種碳、氮原子與位錯線的結合體稱歲柯氏氣團(柯垂耳氣團)。它會使鋼的強度和硬度提高而塑性和韌性降低,這種現象稱為形變時效。形變時要比淬火時效對低碳鋼的塑性和韌性有更大的危害性,在低碳鋼的拉伸曲線上有明顯的上、下兩個屈服點。自上屈服點出現直到屈服延伸結束,在試樣表面出現由於不均勻變形而形成的表面皺褶帶,稱為呂德斯帶。不少沖壓件往往因此而報廢。其防止方法有兩種。一種高預形變法,預形變的鋼放置一段時間後沖壓時也會產生呂德斯帶,因此預形變的鋼在沖壓之前放置時間不宜過長。另一種是鋼中加入鋁或鈦,使其與氮形成穩定的化合物,防止形成柯氏氣團引起的形變時效。
Ⅳ 鋼的基本組織有哪些
金屬材料的內部結構,只有在顯微鏡下才能觀察到。在顯微鏡下看到的內部組織結構稱為顯微組織或金相組織。鋼材常見的金相組織有:鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體等。
鐵素體是碳在a-Fe中的固溶體。a-Fe的溶碳能力較差,因此,鐵素體的含碳量很低,在室溫時僅為0。008,由於含碳量低,鐵素體的強度和硬度都很低,但塑性和韌性很好;
奧氏體是碳在丁γ-Fe中的固溶體。γ-Fe的溶碳能力比a-Fe大,在1143℃時,其最大溶解度為2。11。奧氏體的強度較低,但塑性好,其機械性能與含碳量及溫度有關。對於普通碳素鋼,一般在室溫下沒有單一奧氏體存在,但在某些合金鋼(含有較高合金元素錳或鎳的鋼)中,室溫時也會有奧氏體存在,甚至全部都是奧氏體組織。
鐵與碳形成具有金屬鍵結合的金屬化合物碳化三鐵,稱為滲碳體。它的含碳量為6。67,其晶體結構比較復雜,熔點為1227~1600℃。滲碳體的硬度很高,塑性幾乎為零,是一個硬而脆的相。它在鋼鐵中的分布可以成片狀、粒狀、網狀或板狀,它的形態、大小及在鋼中的分布狀況,對鋼的性能有很大影響。
珠光體是鐵素體與滲碳體的機械混合物。一般情況下,鐵素體和珠光體多以片層狀相間排列混合在一起,稱為片狀珠光體。滲碳體也能以小圓球的形式分布在鐵素體的基體上,稱為球狀珠光體。
Ⅵ 常溫下鋼材有哪幾種晶體組織,各有何特性
鋼材的晶體組織:奧氏體,一般在高溫下存在,其塑性和韌性很好,版可以進行各種形式的權壓力加工而不發生脆斷;鐵素體,原子間的空隙較小,溶碳能力較低,其性質極其柔軟,塑性和韌性很好,但強度和硬度較低;晶體結構復雜,外力作用下不易變形,故性質非常硬脆,抗拉強度很低,塑性及韌性幾乎等於零;珠光體,是鐵素體和滲碳體組成的機械混合物,故其性質介於鐵素體和滲碳體之間,既有一定的強度和硬度,也有一定的塑性和韌性。
Ⅶ 建築鋼材的主要基本組織是什麼
建築鋼材的含碳量<0.8%,其基本組織為鐵素體和珠光體。
Ⅷ 鐵碳合金的基本組織有哪些