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奥氏体、铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体知识

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本文摘要:(由ai生成)

钢铁材料中包含多种基本组织,如奥氏体、铁素体、渗碳体和珠光体等。这些组织的形成与钢的化学成分、冷却速度和热处理工艺密切相关,对材料性能有重要影响。奥氏体是γ-Fe中的固溶体,铁素体是α-Fe中的固溶体,渗碳体是碳与铁的化合物,珠光体则是铁素体与渗碳体的混合物。此外,还有贝氏体、马氏体、莱氏体等多种组织类型。了解这些组织有助于优化钢铁材料的生产工艺和应用性能,提高材料的整体性能。

   

奥氏体
   

定义:碳与合金元素溶解在γ-Fe中的固溶体,仍保持γ-Fe的面心立方晶格

特征:奥氏体是一般钢在高温下的组织,其存在有一定的温度和成分范围。有些淬火钢能使部分奥氏体保留到室温,这种奥氏体称残留奥氏体。奥氏体一般由等轴状的多边形晶粒组成,晶粒内有孪晶。在加热转变刚刚结束时的奥氏体晶粒比较细小,晶粒边界呈不规则的弧形。经过一段时间加热或保温,晶粒将长大,晶粒边界可趋向平直化。铁碳相图中奥氏体是高温相,存在于临界点A1温度以上,是珠光体逆共析转变而成。当钢中加入足够多的扩大奥氏体相区的化学元素时,Ni,Mn等,则可使奥氏体稳定在室温,如奥氏体钢    

铁素体    

   
定义:碳与合金元素溶解在a-Fe中的固溶体    
特征:亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状,晶界比较圆滑,当碳含量接近共析成分时,铁素体沿晶粒边界析出。    

渗碳体    

   
定义:碳与铁形成的一种化合物    
特征:渗碳体不易受硝酸酒精溶液的腐蚀,在显微镜下呈白亮色,但受碱性苦味酸钠的腐蚀,在显微镜下呈黑色。渗碳体的显微组织形态很多,在钢和铸铁中与其他相共存时呈片状、粒状、网状或板状。    
在液态铁碳合金中,首先单独结晶的渗碳体(一次渗碳体)为块状,角不尖锐,共晶渗碳体呈骨骼状    
过共析钢冷却时沿Acm线析出的碳化物(二次渗碳体)呈网结状,共析渗碳体呈片状    
铁碳合金冷却到Ar1以下时,由铁素体中析出渗碳体(三次渗碳体),在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状    

珠光体    

   
定义:铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物    
特征:珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。过冷度越大,所形成的珠光体片间距离越小。    
在A1~650℃形成的珠光体片层较厚,在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体,称为粗珠光体、片状珠光体,简称珠光体。    
在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍,从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线,只有放大1000倍才能分辨的片层,称为索氏体。    
在600~550℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍,不能分辨珠光体片层,仅看到黑色的球团状组织,只有用电子显微镜放大10000倍才能分辨的片层称为屈氏体。    

上贝氏体    

   
定义:过饱和针状铁素体和渗碳体的混合物,渗碳体在铁素体针间    
特征:过冷奥氏体在中温(350~550℃)的相变产物,其典型形态是一束大致平行位向差为6~8od铁素体板条,并在各板条间分布着沿板条长轴方向排列的碳化物短棒或小片;典型上贝氏体呈羽毛状,晶界为对称轴,由于方位不同,羽毛可对称或不对称,铁素体羽毛可呈针状、点状、块状。若是高碳高合金钢,看不清针状羽毛;中碳中合金钢,针状羽毛较清楚;低碳低合金钢,羽毛很清楚,针粗。转变时先在晶界处形成上贝氏体,往晶内长大,不 穿晶    

下贝氏体    

   
定义:同上,但渗碳体在铁素体针内    
特征:过冷奥氏体在350℃~Ms的转变产物。其典型形态是双凸透镜状含过饱和碳的铁素体,并在其内分布着单方向排列的碳化物小薄片;在晶内呈针状,针叶不交叉,但可交接。    
与回火马氏体不同,马氏体有层次之分,下贝氏体则颜色一致,下贝氏体的碳化物质点比回火马氏体粗,易受侵蚀变黑,回火马氏体颜色较浅,不易受侵蚀。高碳高合金钢的碳化物分散度比低碳低合金钢高,针叶比低碳低合金钢细    

粒状贝氏体    

   
定义:大块状或条状的铁素体内分布着众多小岛的复相组织    
特征:过冷奥氏体在贝氏体转变温度区的最上部的转变产物。刚形成时是由条状铁素体合并而成的块状铁素体和小岛状富碳奥氏体组成,富碳奥氏体在随后的冷却过程中,可能全部保留成为残余奥氏体;也可能部分或全部分解为铁素体和渗碳体的混合物(珠光体或贝氏体);最可能部分转变为马氏体,部分保留下来而形成两相混合物,称为M-A组织    

无碳化物贝氏体    

   
定义:板条状铁素体单相组成的组织,也称为铁素体贝氏体    
特征:形成温度在贝氏体转变温度区的最上部。板条铁素体之间为富碳奥氏体,富碳奥氏体在随后的冷却过程中也有类似上面的转变。无碳化物贝氏体一般出现在低碳钢中,在硅、铝含量高的钢中也容易形成    

马氏体    

   
定义:碳在a-Fe中的过饱和固溶体    
特征:    
板条马氏体:尺寸大致相同的细马氏体条定向平行排列,组成马氏体束或马氏体领域;在领域与领域之间位向差大,一颗原始奥氏体晶粒内可以形成几个不同取向的领域。由于板条状马氏体形成的温度较高,在冷却过程中,必然发生自回火现象,在形成的马氏体内部析出碳化物,故它易受侵蚀发暗。    
针状马氏体,又称片状马氏体或高碳马氏体,它的基本特征是:在一个奥氏体晶粒内形成的第一片马氏体片较粗大,往往贯穿整个晶粒,将奥氏体晶粒加以分割,使以后形成 的马氏体大小受到限制,因此片状马氏体的大小不一,分布无规则。针状马氏体按一定方位形成。在马氏体针叶中有一中脊面,碳量越高,越明显,且马氏体也越尖,同时在马氏体间伴有白色残留奥氏体。    

莱氏体    

   
定义:奥氏体与渗碳体的共晶混合物    
特征:呈树枝状的奥氏体分布在渗碳体的基体上    

回火马氏体    

   
定义:马氏体分解得到极细的过渡型碳化物与过饱和(含碳较低)的a-相混合组织    
特征:它由马氏体在150~250℃时回火形成。这种组织极易受腐蚀,光学显微镜下呈暗黑色针状组织(保持淬火马氏体 位向),与下贝氏体很相似,只有在高倍电子显微镜下才能看到极细小的碳化物质点    

回火屈氏体    

   
定义:碳化物和a-相的混合物    
特征:它由马氏体在350~500℃时中温回火形成。其组织特征是铁素体基体内分布着极细小的粒状碳化物,针状形态已逐渐消失,但仍隐约可见,碳化物在光学显微镜下不能分辨,仅观察到暗黑的组织,在电镜下才能清晰分辨两相,可看出碳化物颗粒已明显长大    

回火索氏体    

   
定义:以铁素体为基体,基体上分布着均匀碳化物颗粒    
特征:它由马氏体在500~650℃时高温回火形成。其组织特征是由等轴状铁素体和细粒状碳化物构成的复相组织,马氏体片的痕迹已消失,渗碳体的外形已较清晰,但在光镜下也难分辨,在电镜下可看到的渗碳体颗粒较大    

球状珠光体    

   
定义:由铁素体和粒状碳化物组成    
特征:经球化退火获得,渗碳体成球粒状分布在铁素体基体上;渗碳体球粒大小,取决于球化退火工艺,特别是冷却速度。球状珠光体可分为粗球状、球状和细球状和点状四种珠光体    

魏氏组织    

   
定义:如果奥氏体晶粒比较粗大,冷却速度又比较适宜,先共析相有可能呈针状(片状)形态与片状珠光体混合存在,称为魏氏组织    

特征:亚共析钢中魏氏组织的铁素体的形态有片状、羽毛状或三角形,粗大铁素体呈平行或三角形分布。它出现在奥氏体晶界,同时向晶内生长,过共析钢中魏氏组织渗碳体的形态有针状或杆状,它出现在奥氏体晶粒的内部

来源:每天学点热处理



机械设计的内容讲解到此结束,欢迎各位进行补充。    


-End-


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首次发布时间:2024-04-27
最近编辑:7月前
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【机械结构分析】:机械设计中不可或缺的“守护者”——支撑机构

本文摘要:(由ai生成)支撑机构在机械设计中至关重要,它保证了机械设备的稳定与可靠。本文介绍了支撑机构的多种类型,如固定、滑动、弹性和悬挂支撑,并分析了它们各自的特点和适用场景。支撑机构因其高稳定性、可靠性和适应性受到广泛应用,例如机床床身、汽车悬挂和高速列车转向架等。这些实例突显了支撑机构在机械系统中的核心作用。文章还强调了持续创新支撑机构设计的必要性,以推动机械制造业的持续发展。在机械设计领域,支撑机构扮演着守护者的角色,它们为机械设备提供稳定、可靠的支撑,确保机械系统能够高效、准确地运行。本文将带您深入探索支撑机构的概念、分类、特点和应用,通过实例和图片,让您轻松掌握这一关键设计要素。一、支撑机构的概念及重要性支撑机构是指在机械设备中,用于支撑、固定或引导运动部件的机构。它们的作用是确保机械系统的稳定性和可靠性,防止因振动、冲击等因素导致的设备损坏或性能下降。支撑机构的设计是否合理,直接关系到机械设备的使用寿命和运行效率。二、支撑机构的分类根据支撑方式和功能的不同,支撑机构可以分为以下几类:固定支撑机构:固定支撑机构通过轴承、支架等部件,将运动部件固定在某一位置,实现对其的支撑和定位。这种支撑机构适用于需要保持固定位置的场合,如机床的床身、轴承座等。滑动支撑机构:滑动支撑机构允许运动部件在支撑面上进行直线或旋转运动。常见的滑动支撑机构有导轨、滑块等,它们通过滑动摩擦实现运动部件的平稳移动。弹性支撑机构:弹性支撑机构利用弹性元件(如弹簧、橡胶等)的缓冲作用,减少振动和冲击对机械设备的影响。这种支撑机构广泛应用于振动较大的设备中,如发动机、振动筛等。悬挂支撑机构:悬挂支撑机构通过悬挂装置将运动部件悬挂在空中,实现对其的支撑和引导。这种支撑机构适用于需要较大空间或特殊运动轨迹的场合,如起重机、电梯等。三、支撑机构的特点支撑机构具有以下显著特点:稳定性高:支撑机构通过合理的结构设计,确保运动部件在运行过程中保持稳定,减少因振动、冲击等因素导致的设备损坏或性能下降。可靠性强:支撑机构采用高质量的材料和先进的制造工艺,确保其在恶劣的工作环境下仍能可靠地工作。适应性好:支撑机构可根据不同的运动需求和设备特点进行定制设计,具有良好的适应性和通用性。维护简便:支撑机构的设计通常考虑到易于维护和更换的要求,以降低设备的维护成本和使用难度。四、支撑机构的应用实例为了更好地理解支撑机构的应用,我们来看几个具体的实例:机床的床身支撑:在机床设计中,床身是支撑整个机床的基础部件。通过合理的床身支撑设计,可以确保机床在加工过程中的稳定性和精度。床身通常采用高强度材料制成,并通过精确的加工和装配工艺,确保各部件之间的配合精度和稳定性。汽车悬挂系统:汽车的悬挂系统是一种典型的悬挂支撑机构,它负责支撑车身并缓冲来自路面的冲击和振动。通过合理的悬挂设计,可以提高汽车的行驶稳定性和乘坐舒适性。现代汽车的悬挂系统通常采用先进的材料和设计技术,如独立悬挂、空气悬挂等,以满足不同车型和驾驶需求。发动机支架:发动机是汽车的心脏,其支架设计对于确保发动机的稳定性和减少振动至关重要。发动机支架通常采用弹性支撑机构,通过弹簧或橡胶等弹性元件的缓冲作用,减少发动机振动对车身的影响。同时,支架还需具备足够的强度和刚度,以承受发动机的重量和运行时的冲击力。高速列车转向架:高速列车的转向架是一种特殊的支撑机构,用于支撑和引导车轮在轨道上行驶。转向架的设计需要考虑到列车的速度、载重和稳定性等因素。通过优化转向架的结构和材料选择,可以提高列车的运行平稳性和安全性。支撑机构作为机械设计中的重要组成部分,为机械设备的稳定运行提供了坚实的保障。通过本文的介绍和实例展示,相信您对支撑机构有了更深入的了解。在未来的机械设计中,我们应继续探索和创新支撑机构的设计和应用,为机械制造业的发展贡献更多力量。无论是固定支撑、滑动支撑、弹性支撑还是悬挂支撑,它们都在各自的领域发挥着不可或缺的作用。作为机械设计的守护者,支撑机构将继续守护着机械设备的稳定与可靠,推动着工业技术的进步与发展。让我们共同期待支撑机构在未来的精彩表现,为机械设计的未来注入更多的活力与创造力!机械设计的内容讲解到此结束,欢迎各位进行补充。-End-文案来源:时光排版编辑:时光图片来源:互联网(未找到版权归属,如有侵权,请联系作者删除)来源:非标机械专栏

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