珠光体转变过程.ppt

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1、1.4珠光体转变1.4珠光体转变珠光体是铁素体和渗碳体两相机械混合物。按渗碳体的形态，珠光体分为片状珠光体和粒状珠光体两种。1.4珠光体转变研究珠光体转变的意义形成铁素体和渗碳体组成的机械混合物，铁素体为体心立方，硬度低而塑性高；渗碳体为正交晶系，质硬而脆，两者合理的匹配，可得到良好的综合力学性能。作为最终热处理，获得一定形态的珠光体，使结构件具有良好的综合力学性能。1.4珠光体转变1.4珠光体转变发生珠光体转变的热处理可作为机加工的中间热处理，消除因前一道工序造成的加工硬化，改善机加工性能，便于下道工序的切削加工。--预备热处理1.4珠光体转变用得更为广泛的则是作

2、为淬火的预备热处理，为淬火作好组织上的准备对于要求高硬度、高强度的构件，则希望获得马氏体，为避免因工艺不当使组织中出现珠光体，则必须研究珠光体的形成动力学1.4珠光体转变珠光体转变的热力学条件由于珠光体转变的温度较高，Fe和C原子都能扩散较大的距离，珠光体又是在位错等微观缺陷较多的晶界形核，相变需要的自由能较小，所以在较小的过冷度下就可以发生相变。1.4珠光体转变共析钢奥氏体化后缓冷或在略低于A1温度下等温，奥氏体将转变为珠光体，可表示为：AP（α+Fe3C）…扩散型相变0.77%C0.0218%C6.69%C…化学成分变化（通过C原子扩散完成）面心立方体心立方复杂

3、斜方…晶体结构变化（通过铁原子自扩散、C原子扩散完成）珠光体的形成包括：1.碳原子重新分布，由碳含量为0.77%奥氏体转变为高碳的渗碳体和低碳的铁素体；2.点阵重构（晶格重组），由面心立方的奥氏体转变为体心立方的铁素体和复杂斜方的渗碳体。1.4珠光体转变一、珠光体的组织形态和机械性能1、片状珠光体（1）组织形态其F、Fe3C呈层状分布重量比：F:Fe3C=8:1珠光体领域或称珠光体团1.4珠光体转变珠光体领域一、珠光体的组织形态和机械性能（2）珠光体的片间距S0①定义：P192②影响S0的因素：③原因：a.当形成温度降低，碳的扩散速度减慢，碳原子难以作较长距离的迁移

4、，只能形成片层间距较小的珠光体；TA1－T转变b.珠光体形成时，铁素体与渗碳体界面能的增加，要由奥氏体与珠光体的自由能之差来提供。过冷度愈大则所能提供的自由能差愈大，即可提供更多的能量以增加F与Fe3C形成时所增加的界面能，因此过冷度越大则形成的界面越多，片间距愈小。一、珠光体的组织形态和机械性能一、珠光体的组织形态和机械性能（3）片状珠光体按S0大小分类类型形成温度S0形态珠光体(P)A1～650℃450～150nm粗片光学显微镜明显分辩片状珠光体索氏体(S)650～600℃150～80nm细片光学显微镜（800～1500X）才能分辩屈氏体(T)600～550℃8

5、0～30nm更细片电子显微镜下分辩一、珠光体的组织形态和机械性能一、珠光体的组织形态和机械性能（4）片状珠光体的机械性能P片的机械性能主要决定于片间距S0和珠光体团的直径，片间距和珠光体团的直径越小，钢的强度和硬度越高，塑性也越大（当S0＜150nm时）。一、珠光体的组织形态和机械性能P片的屈服强度和断裂强度与其S0的关系为：σs(MPa)=139+46.4S0-1(μm-1)σf(MPa)=436.5+98.1S0-1(μm-1)式中：σs—屈服强度，σf—断裂强度，S0—珠光体片间距P片屈服强度与珠光体团尺寸的关系符合Hall-Petch公式：σS=σi+Kd-

6、1/2一、珠光体的组织形态和机械性能一、珠光体的组织形态和机械性能珠光体团直径减小使塑性提高的原因：珠光体团直径减小，则单位体积内片层排列方向增多，使局部产生大量塑性变形引起应力集中的可能性减小，因而既提高了强度，也改善了塑性。原因：P194一、珠光体的组织形态和机械性能等温冷却形成的片状珠光体与连续冷却形成的片状珠光体其组织与性能有什么差别？一、珠光体的组织形态和机械性能2、粒状珠光体（1）组织形态在铁素体基本上分布着粒状渗碳体的两相机械混合物称为粒状珠光体。粒状珠光体一般经球化退火而得到，也可以通过淬火加回火处理得到。2.粒状珠光体（2）粒状珠光体的机械性能P粒

7、的力学性能主要取决于渗碳体颗粒的大小、形态与分布。△钢的成分一定时，渗碳体颗粒越细，则钢的硬度和强度越高。渗碳体越接近等轴状、分布越均匀，则钢的韧性越好。△在成分相同时，粒状珠光体比片状珠光体的硬度稍低，但塑性更好。2.粒状珠光体△在硬度相同的条件下，P粒比P片具有更好的拉伸性能。△P粒还具有较好的切削加工性能（对工模具钢而言）、冷成型性能及淬火工艺性能。所以一般工模具钢在锻造后机加工前的预备热处理为等温球化退火，以获得粒状珠光体，目的是为了获得良好的切削加工性能以及为最终热处理作好组织准备。二、珠光体的形成过程（珠光体的转变机理）1.4珠光体转变1、片状珠光体