钢材微观组织图
钢中马氏体组织形态稳定化课件
01
马氏体是一种由碳和其他合金元 素在钢中形成的硬且脆的晶体结 构，通常在低温或室温下形成。
02
马氏体具有高密度位错和孪晶结 构，使其具有高硬度和耐磨性。
马氏体的形成与转变
马氏体的形成通常是在冷却过程中发 生的，当钢的温度低于其马氏体转变 温度时，马氏体开始形成。
马氏体的转变是非扩散性的，这意味 着碳原子不会在转变过程中发生大规 模的移动。
01
马氏体形态稳定化 的方法与技术
热处理工艺对马氏体形态的影响
温度
不同的热处理温度会影响马氏体的形态，过高或过低 的温度可能导致马氏体形态不稳定。
时间
热处理时间对马氏体形态的影响也较为显著，时间过 长可能导致马氏体形态发生变化。
冷却方式
不同的冷却方式对马氏体形态的影响较大，如油淬、 水淬等。
合金元素对马氏体形态的影响
钢中马氏体组织形态 稳定化课件
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
目录CONTENTS
• 钢中马氏体的基本概念 • 马氏体形态稳定化的重要性 • 马氏体形态稳定化的方法与技术 • 马氏体形态稳定化的研究进展与展
望 • 实际应用案例分析
01
钢中马氏体的基本 概念
马氏体的定义
不锈钢中马氏体的形态稳定化应用
总结词
不锈钢中马氏体的形态稳定化主要应用 于提高材料的耐腐蚀性能和力学性能。
VS
详细描述
不锈钢中的马氏体可以在特定的热处理条 件下形成，通过控制马氏体的形态和分布 ，可以提高材料的耐腐蚀性能和力学性能 。例如，通过控制固溶处理和时效处理工 艺，可以获得具有优良耐腐蚀性能和力学 性能的马氏体组织。
工具钢中马氏体的形态稳定化应用
钢材压延加工过程中的小应变轧制与微观组织
钢材压延加工过程中的小应变轧制与微观组织钢材的压延加工是通过轧制、拉伸等手段对金属坯料进行塑性变形，以获得所需尺寸、形状和物理性能的一种加工方式。
在钢材压延加工过程中，小应变轧制是一种重要的加工手段，它能够在较低的应变下实现钢材的塑性变形，从而提高钢材的微观组织和宏观性能。
本文将详细讨论小应变轧制在钢材压延加工过程中的作用及其对微观组织的影响。
小应变轧制概述小应变轧制是指在轧制过程中，金属材料的应变较小，通常在0.5%以下。
与传统的大应变轧制相比，小应变轧制的特点是轧制力较小，轧制速度较高，能够实现金属材料的连续变形。
小应变轧制在钢材压延加工中的应用，主要是为了改善钢材的微观组织，提高其力学性能和加工性能。
微观组织的影响因素在小应变轧制过程中，钢材的微观组织受到多种因素的影响，主要包括应变、轧制速度、温度等。
应变对微观组织的影响在小应变轧制过程中，应变是影响钢材微观组织的重要因素。
当应变较小时，钢材的微观组织主要以铁素体为主，随着应变增大，奥氏体逐渐增多。
此外，应变还会影响钢材的晶粒大小和形状。
适当的应变可以促进晶粒的细化，提高钢材的强度和韧性。
轧制速度对微观组织的影响轧制速度是影响小应变轧制过程中钢材微观组织的另一个重要因素。
当轧制速度较小时，钢材的微观组织主要以铁素体为主，随着轧制速度的增大，奥氏体逐渐增多。
此外，轧制速度还会影响钢材的晶粒大小和形状。
适当的轧制速度可以促进晶粒的细化，提高钢材的强度和韧性。
温度对微观组织的影响温度也是影响小应变轧制过程中钢材微观组织的因素之一。
在轧制过程中，钢材的温度主要受到加热温度和轧制温度的影响。
适当的加热温度和轧制温度可以促进晶粒的细化，提高钢材的强度和韧性。
小应变轧制在钢材压延加工过程中起着重要作用，通过控制应变、轧制速度和温度等参数，可以有效改善钢材的微观组织，提高其力学性能和加工性能。
在实际生产中，合理采用小应变轧制技术，有助于提高钢材的品质和市场竞争力。
16MnCr5钢热处理相变和组织性能研究
１６ＭｎＣｒ５钢是德国钢种，主要用于大众汽车的 齿轮制造，近年来，随着高效低耗少无切削技术的发 展，冷挤压在机械行业得到了广泛的应用ｕ］。与锻 造热成型工艺相比，冷挤压成形件尺寸精度高，加１＝ 余量小。实施冷挤压下艺要求钢材具有较低的硬度 和良好的流动性，软化退火是提高钢材冷成型性能 的有效手段。此类钢便宜，性能良好。因此，研究 １６ＭｎＣｒ５钢锭高温组织转变规律和性能对探讨钢 锭微观裂纹产生机理以及解决钢锭加工工艺有较大 的参考价值。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｔ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ １６ＭｎＣｒ５ ｓｔｅｅｌ ｉｎｇｏｔ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇ １ ６ＭｎＣｒ５ ｓｔｅｅｌ ｉｎｇｏｔ ｓｏｌｉｄｉ·
热处理Ｔ艺见图２：９００℃Ｘ ３０ ｍｉｎ、油冷；８７０ ℃×３０ ｍｉｎ、油冷；２００℃×１２０ ｍｉｎ、空冷。
［３］Ｒ‘ＰＹＳＥＴ Ｊ，ＲＹＵＭ Ｎ．Ｓｃａｎｄｉｕｍ ｉｎ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙｓ ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｖｉｅｗ，２００５，５０（１）：１９—４４． ［４］ＷＵ Ｙ Ｌ，ＦＲＯＥＳ Ｆ Ｈ，ＬＩ Ｃ Ｇ，ＡＩ。ＶＥＡＲＥＺ Ａ．Ｍｉｃｒｏ— ａｌｌｏｙｉｎｇ ｏｆ Ｓｃ。Ｎｉ。ａｎｄ Ｃｅ ｉｎ ａｄｖａｎｃｅｄ Ａｌ—Ｚｎ—Ｍｇ—Ｃｕ ａｌ— ｌｏｙ［Ｊ］．Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ，１９９９，
钢材的基本知识详解
钢晶格的两种构架
钢材的晶格并不都是完好无缺的规则排列，而是存 在许多缺陷，它们将显著地影响钢材的性能，这是 钢材的实际强度远比理论强度小的根本原因。其主 要的缺陷有三种: 点缺陷、线缺陷和面缺陷。
➢ 钢的基本晶体组织
钢是以铁（Fe）为主的Fe-C 合金。Fe-C合金于一定条件 下能形成具有一定形态的聚 合体, 称为钢的组织, 在显 微镜下能观察到它们的微观 形貌图象, 故也称显微组织。
钢材在无穷次交变荷载作用下而不至引起断裂 的最大循环应力值, 称为疲劳强度极限, 实际测量时 常以2×106次应力循环为基准。钢材的疲劳强度与 很多因素有关, 如组织结构、表面状态、合金成分、 夹杂物和应力集中几种情况。一般来说, 钢材的抗 拉强度高, 其疲劳极限也较高。
焊接性能
焊接是把两块金属局部加热, 并使其接缝部分 迅速呈熔融或半熔融状态, 而牢固的连接起来。它 是钢结构的主要连接形式。
2. 温度。随温度的下降而减小，当降到一定温 度范围时，韧性急剧下降，有可能出现脆性断裂－ －冷脆性。所以，在负温下使用的钢材，特别是承 受动荷载的重要结构，必须要检验其低温下的冲击 韧性。
➢ 硬度:硬度表示钢材表面抵抗变形或破裂的 能力。硬度的测定方法很多, 建筑钢材常用 洛氏法或布氏法, 所测硬度称为洛氏硬度或 布氏硬度。
能愈好。
d L
h
d+2.5a
(a) a. 试样安装就绪
(b) 钢筋冷弯试验装置
b. 弯曲180
90o°
(c) c. 弯曲90
钢材的冷弯性能和其伸长率一样, 也是表明钢 材在静荷下的塑性, 而且冷弯是在苛刻条件下对钢 材塑性的严格检验, 它能揭示钢材内部组织是否均 匀, 是否存在内应力及夹杂物等缺陷。在工程中, 冷 弯试验还被用作对钢材焊接质量进行严格检验的一 种手段。
钢中常见的显微组织及铁碳合金相图PPT课件
3.亚共析钢 ( Wc = 0.45% )
.
45
亚共析钢组织金相图
.
46
4.过共析钢 ( Wc = 1.2% )
.
47
过共析钢组织金相图
.
48
5.共晶白口铁 ( Wc = 4.3% )
.
49
共晶白口铁组织金相图
.
50
6.亚共晶白口铁 ( Wc = 3.0% )
.
51
亚共晶白口铁组织金相图
.
0.0218%C 0.77%C 2.11%C
Fe
4.3%C
36 6.69%C Fe3C
⒈ 特征点
⇄
⇄ ⇄
⇄ ⇄
.
J N
A
G
F +A
L+A
L
L+Fe3C
A +Fe3C
P +Fe3C
37
⒉ 特征线 ⑴ 液相线—ACD，
固相线—AECF ⑵ 水平线：
ECF：共晶线LC⇄ E+Fe3C
共晶产物是A与Fe3C的机械混合物， 称作莱氏体, 用Le表示。为蜂窝状, 以Fe3C为基，性能硬而脆。
b
A
.
B
30
二、铁碳合金状态图
铁碳合金相图是研究 铁碳合金最基本的工 具，是研究碳钢和铸 铁的成分、温度、组 织及性能之间关系的 理论基础,是制定热加 工、热处理、冶炼和 铸造等工艺依据.
.
31
含碳量大于Fe3C成分（6.69%）时，合金太脆，已 无实用价值。
实际所讨论的铁碳合金相图是Fe- Fe3C相图。
.
56
二.制定热加工工艺方面的应用
.
57
2.第二章建筑钢材全解
课后思考
从新进货的一批钢筋中抽样，并截取两根钢筋做 拉伸试验，测得如下结果：屈服下限荷载分别为 42.4 kN，41.5 kN；抗拉极限荷载分别为62.0 kN，61.6 kN,钢筋公称直径为12 mm，标距为 60 mm，拉断时长度分别为66.0 mm，67.0 mm。计算该钢筋的屈服强度，抗拉强度及伸长 率。
（三）按冶炼时脱氧程度分类
钢按冶炼时脱氧程度可分为镇静钢、特殊镇 静钢、沸腾钢和半镇静钢。
钢材的化学成分
1、碳(C) — 决定钢材性能的主要元素 含碳量的影响 随着含碳量的增加，钢材的强度和硬度相应 提高，而塑性和韧性相应降低。 当含碳量超过1%时，钢材的极限强度开始 下降。 含碳量过高还会增加钢的冷脆性和时效敏感 性，降低抗大气腐蚀性和可焊性。
此外，钢材在温度高于723 ℃时，还存在奥 氏体。奥氏体为碳在γ -Fe中的固溶体，溶碳能力
较强，高温时含碳量可达2.06％，低温下降至0.8 ％。其强度、硬度不高，但塑性好。碳钢处于红热 状态时即存在这种组织，这时钢易于轧制成型。
碳素钢中含碳量对其组织和性能的影响
钢材的化学成分
硅、锰大部分溶于铁素体中，当硅含量小于1％时，可提高 钢材的强度，对塑性、韧性影响不大；锰一般含量在1％～2％之 间，除强化外，能消弱硫和氧引起的热脆性，且改善钢材的热加 工性。硅、锰是我国低合金钢的主要合金元素。 钛是强脱氧剂，钒是碳化物和氮化物的形成元素，二者皆能 细化晶粒，增加强度，常用在建筑的低合金钢中。 磷主要溶于铁素体中起强化作用，同时可提高钢材的耐磨、 耐蚀性，但塑性、韧性显著降低，当温度很低时，对后二者影响 更大。氮溶于铁素体中或呈氮化物形式存在，对钢材性质影响与 C、P相似。二者在低合金钢中可配合其它元素作为合金元素。 硫、氧主要存在于非金属夹杂物中，降低各种力学性能，硫 化物造成的低溶点使钢材在焊接时易于产生热裂纹，显著降低可 焊性，且有强烈的偏析作用；氧有促进时效倾向的作用，氧化物 所造成的低溶点亦使钢的可焊性变坏。
第二节化工设备常用钢材的特性
第二节化工设备常用钢材的特性.txt49礁石因为信念坚定，才激起了美丽的浪花；青春因为追求崇高，才格外地绚丽多彩。
50因为年轻，所以自信；因为自信，所以年轻。
本文由蒋会兵贡献ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。
建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。
第二节化工设备常用材料的性能工程上广泛应用的金属材料是钢和铸铁，它们的总产量要比其他一切金属产量的总和还要多几百倍。
钢和铸铁由95%以上的铁和0.05％-4％的碳及1％左右的其他杂质元素组成，因此钢和铸铁又称为“铁碳合金”。
一般含碳量在0. 02％-2％的称为钢，含碳量大于2％的称为铸铁。
当含碳量小于0.02％时，称为工程纯铁，极少使用；当含碳量大于4.3 ％时，铸铁太脆,没有实际应用价值.一铁碳合金的组织结构工业上作为结构使用的金属材料是固态。
固态金属都属于晶体物质。
各种铁碳合金表面上看来似乎一样，但其内部徽观情况却有着很大的差别。
如果用金相分析的方法，在金相显徽镜下可以看到它们的差异。
通常在低于1500倍的显微镜下观察到的金属的晶粒，称为金属的显微组织，简称组织，如图2-6所示。
如果用X光和电子显微镜则可以观察到金属原子的各种规则排列，称为金属的晶体结构，简称结构。
这种金属内部的微观组织和结构的不同形式，影响着金属材料的性质。
图2-7所示为灰铸件中石墨的不同组织形式.1．纯铁的同素异构转变上述体心立方晶格的纯铁称为a-Fe，而面心立方晶格的纯铁称为Y-Fe, a-Fe经加热可转变为Y-Fe，反之高温下的Y-Fe 冷却可变为a-Fe。
这种在固态下晶体构造随温度发生改变的现象，称为“同素异构转变”。
这一同素异构转变是在910℃下恒温完成的。
如图2-9所示，铁的同素异构转变，是固态下铁原子重新排列的过程，实质上也是一种结晶过程。
2 铁与碳的相互关系和碳钢的基本组织碳对铁碳合金性能的影响极大，铁中加人少量的碳以后，强度显著增加，这是由于碳加人后引起了内部组织改变的缘故。
建筑结构用钢2Cr13和1Cr18Ni9焊接接头的组织与力学性能分析
建筑结构用钢2Cr13和1Cr18Ni9焊接接头的组织与力学性能分析刘婷【摘要】分析对比了建筑用钢2Cr13马氏体钢和1Cr18Ni9奥氏体钢在不同焊接方法下的焊接接头组织，得到了不同焊接接头显微硬度的拉伸强度。
比较结果表明异体钢焊接接头的组织和力学性能比同种材料有所降低，采用适当的焊接方法可以提高焊接接头的组织和力学性能，这一研究有助于实际生产中选择适当的焊接材料和焊接方法。
%This paper analyzes and compares the construction steel Martensitic steel 2Cr13 and Austenitic steel 1Cr18Ni9 .The different tensile strengths of micro‐hardness in welded joints by different welding methods have been obtained .The results show that the organization and mechanical properties of different steel welded joints are lower than that of the same material ,and the organization and mechanical properties of welded joints can be improved by adopting the appropriate welding method .This study will help to choose the appropriate welding materials and welding methods in the process of production .【期刊名称】《长春工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】4页(P45-48)【关键词】焊接接头;组织分析;力学性能分析【作者】刘婷【作者单位】中铁十八局勘察设计院，天津300222【正文语种】中文【中图分类】TG1710 引言焊接技术自20世纪初发展至今，已经成为现代生产中一门不可或缺的重要的制造技术［1］。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
马氏体
马氏体(martensite)是黑色金属材料的一种组织名称。
马氏体最初是在钢（中、高碳钢）中发现的：将钢加热到一定温度 （形成奥氏体）后经迅速冷却（淬火），得到的能使钢变硬、增强的一种 淬火组织。 最先由德国冶金学家 Adolf Martens(1850-1914)于19世纪90年代在一 种硬矿物中发现。马氏体的三维组织形态通常有片状(plate)或者板条状 (lath)，但是在金相观察中（二维）通常表现为针状（needle-shaped）， 这也是为什么在一些地方通常描述为针状的原因。马氏体的晶体结构为体 心四方结构（BCT）。中高碳钢中加速冷却通常能够获得这种组织。高的 强度和硬度是钢中马氏体的主要特征之一。 20世纪以来，对钢中马氏体 相变的特征累积了较多的知识，又相继发现在某些纯金属和合金中也具有 马氏体相变,如:Ce、Co、Hf、Hg、La、Li、Ti、Tl、Pu、V、Zr、和Ag-Cd、 Ag-Zn、Au-Cd、Au-Mn、Cu-Al、Cu-Sn、Cu-Zn、In-Tl、Ti-Ni等。目前广 泛地把基本特征属马氏体相变型的相变产物统称为马氏体。
莱氏体
莱氏体（ledeburite） 莱氏体是液态铁碳合金发生共 晶转变形成的奥氏体和渗碳体所组成的共晶体，其含碳量 为ωc＝4.3％。当温度高于727℃时，莱氏体由奥氏体和渗 碳体组成，用符号Ld表示。在低于727℃时，莱氏体是由珠 光体和渗碳体组成，用符号Ld’表示，称为变态莱氏体。因 莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体，所以硬度高，塑性很差 分为高温莱氏体和低温莱氏体两种。奥氏体和渗碳体组成 的机械混合物称高温莱氏体，用符号Ld或（A+Fe3C）表示。 由于其中的奥氏体属高温组织，因此高温莱氏体仅存于 727℃以上。高温莱氏体冷却到727℃以下时，将转变为珠 光体和渗碳体机械混合物（P+Fe3C）,称低温莱氏体，用 Ld'表示。莱氏体含碳量为4.3%。由于莱氏体中含有的渗碳 体较多，故性能与渗碳体相近，即极为硬脆。
另外，奥氏体因为是面心立方，四面体间隙较大，可以容纳更多的碳。
钢中的奥氏体特性：
磁性：具有顺磁性，故可作为无磁钢。 比容：在钢的各种组织中，奥氏体的比容最小。 膨胀：奥氏体的线膨胀系数比铁素体和渗碳体 的平均线膨胀系数高出约一倍。故也可被用来制 作要求膨胀灵敏的元件。 导热性：除渗碳体外，奥氏体的导热性最差。 为避免热应力引起的工件变形，不可采用过大的 加热速度加热。 力学性能：具有较高的塑性、低的屈服强度， 容易塑性变形加工成型。可作为高温用钢。
珠光体
pearlite 珠光体是奥氏体(奥氏体是碳溶解在γ－Fe中的间隙固溶体) 发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体的共析体。其形态 为铁素体薄层和渗碳体薄层交替重叠的层状复相物，也称 片状珠光体。用符号P表示，含碳量为ωc＝0.77％。在珠光 体中铁素体占88%,渗碳体占12%,由于铁素体的数量大大 多于渗碳体,所以铁素体层片要比渗碳体厚得多.在球化退火 条件下,珠光体中的渗碳休也可呈粒状,这样的珠光体称为粒 状珠光体. 图为光学显微镜200倍下薄壁铸件基体.经3%硝酸酒精溶 液浸蚀.可见磷共晶体,片状石墨,珠光体及少量铁素体
的化合物。钢中的碳化铁（Fe3C）相。 具有正交晶体结构，其晶格为复杂的正交晶格，硬度很高HBW ＝800，塑性、韧性几乎为零，脆性很大，延伸率接近于零。 渗碳体的含碳量为ωc＝6.69％，熔点1227℃。热力学稳定性不 高，在一定条件下，会发生分解，形成石墨。在230℃以下，具 有一定的磁性。 渗碳体内经常固溶有其他元素。在碳钢中，一部分铁为锰所置换； 在合金钢中铁为铬、钨、钼等元素所置换，形成合金渗碳体。 在铁碳合金中有不同形态的渗碳体，渗碳体在钢和铸铁中一般呈 片状、球状或网状。其数量、形态与分布对铁碳合金的性能有直 接影响，可作为铁碳合金的重要强化相。
铁素体 铁素体(ferrite，缩写：FN) 即α-Fe和以它为基础的 固溶体，具有体心立方点阵。亚共析成分的奥氏体通过先共 析析出形成铁素体。这部分铁素体称为先共析铁素体或组织 上自由的铁素体。随形成条件不同，先共析铁素体具有不同 形态，如等轴形、沿晶形、纺锤形、锯齿形和针状等。铁素 体还是珠光体组织的基体。在碳钢和低合金钢的热轧（正火） 和退火组织中，铁素体是主要组成相；铁素体的成分和组织 对钢的工艺性能有重要影响，在某些场合下对钢的使用性能 也有影响。 铁素体的显微组织与纯铁相同，呈明亮的多边形晶粒组 织，有时由于各晶粒位向不同，受腐蚀程度略有差异，因而 稍显明暗不同。 铁素体在770℃以下具有铁磁性，在770℃以上则失去铁 磁性
奥氏体
英文名称：austenite 晶体结构：面心立方（fcc） 字母代号：A、γ 定 义：碳在γ－Fe中形成的间隙固溶体 微观表述：γ－Fe为面心立方晶体，其最大空隙为0.51×10－ 8cm，略小于碳原子半径，因而它的溶碳能力比α－Fe大，在 1148℃时，γ－Fe最大溶碳量为2.11％，随着温度下降，溶碳能 力逐渐减小，在727℃时其溶碳量为0.77％。 性能特点：奥氏体是一种塑性很好，强度较低的固溶体，具有一 定韧性。不具有铁磁性。因此，分辨奥氏体不锈钢刀具(常见的18 －8型不锈钢）的方法之一就是用磁铁来看刀具是否具有磁性。 古代铁匠打铁时烧红的铁块既处于奥氏体状态。