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,金屬材料及熱處理 基礎(chǔ)知識講座,2008年12月,目錄 一、金屬材料的分類 二、碳素鋼中常見元素的作用 三、金屬的晶體結(jié)構(gòu) 四、金屬的基本概念 五、鋼鐵中的基本金相組織 六、鐵碳合金相圖 七、常規(guī)熱處理 八、化學(xué)熱處理,一、金屬材料的分類 1、金屬的分類,金屬材料,,黑色金屬,,鐵錳鉻,有色金屬,,重金屬（銅、鎳等） 輕金屬（鋁、鎂、鈉等） 貴金屬（金、銀、鉑等） 半金屬（硅、硼等） 放射性金屬（鐳、鈾等） 稀有金屬（鈦、鎢等）,2、鋼鐵材料的分類 鋼鐵是鋼和鐵的統(tǒng)稱。鋼和鐵都是以鐵和碳為主要元素組成的合金。鋼鐵材料是工業(yè)中應(yīng)用最廣、用量最大的金屬材料。 鋼鐵材料分為生鐵、鑄鐵和鋼三大類。 ★生鐵是指沒有經(jīng)過冶煉的鐵碳合金。其分類方式如下：,,按化學(xué)成分,,,煉鋼生鐵,,鑄造生鐵,普通生鐵,合金生鐵,按用途分類,生鐵,★鑄鐵是指經(jīng)過碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.11%的鐵碳合金。碳在鑄鐵中除少量溶解于金屬基體外，通常 以游離狀態(tài)的石墨存在，或以化合狀態(tài)的滲碳體存在。其分類方式如下：,,,按斷口顏色,按化學(xué)成分,按石墨形態(tài),,,灰口鑄鐵,白口鑄鐵,麻口鑄鐵,普通鑄鐵,合金鑄鐵,灰鑄鐵,球墨鑄鐵,可鍛鑄鐵,蠕墨鑄鐵,,鑄鐵,★ 鋼是指碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0218～２.１１％的鐵碳合金。,,按化學(xué)成分,按用途分,,,碳素鋼,合金鋼,鋼,,中碳鋼（０.２５％≤C≤０.６０％）,高碳鋼（C＞０.６０％）,低碳鋼（C＜０.２５％）,,中合金鋼（５％≤合金元素≤１０％）,高合金鋼（合金元素＞１０％）,低合金鋼（合金元素＜５％）,結(jié)構(gòu)鋼（工程結(jié)構(gòu)用鋼、機(jī)器零件用鋼）,工具鋼（刃具鋼、模具鋼、量具鋼）,特殊鋼（不銹鋼、耐磨鋼、高溫合金等）,專業(yè)用鋼（指各個工業(yè)部門專業(yè)用途的鋼，如 農(nóng)機(jī)用鋼、機(jī)床用鋼、航空用鋼、宇航用鋼等）,二、碳素鋼中常見元素的作用 1．硅和錳的影響 硅和錳是在煉鋼時作為脫氧劑進(jìn)入鋼中的。硅溶入鐵素體中起固溶強(qiáng)化作用，從而提高熱軋鋼材的強(qiáng)度、硬度和彈性極限。硅的脫氧作用比錳強(qiáng)，可以消除FeO夾雜對鋼的有害作用。 錳大部分能溶于鐵素體中，使鐵素體得到強(qiáng)化；此外，錳與硫化合生成MnS，可消除硫的有害作用。 因此，Mn和Si是有益的雜質(zhì)元素，生產(chǎn)中二者含量一般控制在Si≤0.5％,Mn≤0.8％。,2．硫的影響 由于生鐵中含有較多的硫，在煉鋼時因去除不完全而殘留在鋼中。硫在鐵中與Fe形成化合物FeS。FeS與Fe又能形成低熔點共晶體(熔點為985℃)，分布在晶界上。在鋼材熱壓力加工時(1150～1200℃)，低熔點的FeS－Fe共晶體已經(jīng)熔化，導(dǎo)致鋼材晶間開裂，韌性極低，這種現(xiàn)象稱為鋼的熱脆性。 硫?qū)︿摰暮附有阅芤伯a(chǎn)生不良影響，它不但導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生熱裂，而且硫在焊接過程中，容易生成SO2氣體，使焊縫產(chǎn)生氣孔和疏松。 因此，總體上S是鋼中有害的雜質(zhì)元素，生產(chǎn)中應(yīng)在煉鋼時盡量去除掉，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般控制在S≤0.05％。,3.磷的影響 磷在鋼中易產(chǎn)生偏析，形成Fe3P能使鋼的強(qiáng)度、硬度提高，但卻使鋼的塑、韌性顯著下降，脆性增大。特別是鋼的脆性轉(zhuǎn)折溫度急劇升高，引起鋼的冷脆性。 因此磷在鋼中也是有害雜質(zhì)元素，故磷的含量也要嚴(yán)格控制，一般規(guī)定其含量≤0.05％。,三、金屬的晶體結(jié)構(gòu),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1、晶體的基本概念 自然界中的一切固態(tài)物質(zhì)，可分為晶體和非晶體兩大類。凡是內(nèi)部原子或分子在三維空間內(nèi)，按照一定幾何規(guī)律作周期性的重復(fù)排列的物質(zhì)稱為晶體。凡是內(nèi)部原子或分子呈無規(guī)則堆積的物質(zhì)稱為非晶體。晶體具有下列特點：（1）具有規(guī)則的外形（2）有固定的熔點（3）具有各向異性 為了描述晶體中原子在三維空間排列的規(guī)律性，可以把原子看成是固定不動的剛性小球，把剛性小球抽象為幾何的點，如果把這些點用直線連接起來，就構(gòu)成幾何空間格架。這種抽象地用于描述原子在晶體中排列方式的空間格架，就稱為結(jié)晶格子，簡稱晶格。,為了便于說明原子在空間排列的特點，根據(jù)晶體中原子排列規(guī)律性和周期性的特點，通常從晶格中選取一個能夠完全反映晶格特征的最小幾何單元，以表示晶格中原子排列的規(guī)律性，這個最小幾何單元就稱為晶胞。 為了研究晶體結(jié)構(gòu)，通常取晶胞角上某一結(jié)點作為原點，沿其三條棱邊作三個坐標(biāo)軸X、Y、Z稱為晶軸。常以晶胞棱邊的長度a、b、c和棱邊之間夾角α、β、γ六個參數(shù)作為晶格參數(shù)，表示晶胞的幾何形狀和大小。其中a、b、c稱為晶格常數(shù)，單位為10-10m。而α、β、γ稱為晶軸間夾角，單位為度。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,簡單立方晶體 （a）晶體結(jié)構(gòu) （b）晶格 （c）晶胞,2、常見金屬晶格類型 1）、體心立方晶格 體心立方晶格的晶胞是一個立方體，在體心立方晶胞的八個頂角和立方體的中心各有一個原子。如下圖所示。 具有體心立方晶格的常見金屬有α—Fe（鐵）、Cr（鉻）、Mo（鉬）、W（鎢）、V（釩）、Nb（鈮）等,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,體心立方晶胞,2）、面心立方晶格 面心立方晶格的晶胞也是一個立方體，在面心立方晶胞的八個頂角和六個面的中心各有一個原子。如下圖所示。 具有面心立方晶格的常見金屬有γ—Fe（鐵）、Al（鋁）、Cu（銅）、Ni（鎳）、Au（金）、Ag（銀）和Pb（鉛）等。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,面心立方晶胞,3）、密排六方晶格 密排六方晶格的晶胞是一個正六棱柱體, 除了位于正六棱柱體的十二個頂角和上下兩底面中心各有一個原子外，在柱體中間還有三個原子。如下圖所示。 具有密排六方晶格的常見金屬有Mg（鎂）、Zn（鋅）、Cd（鎘）、Be（鈹）等。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,密排六方晶胞,四、金屬的基本概念,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1）合金 由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬元素與非金屬元素熔合、燒結(jié)而成的具有金屬特性的物質(zhì)。例如黃銅是由銅和鋅兩種金屬元素合金組成的合金；碳鋼是由鐵和碳組成的合金。合金不僅具有較高的強(qiáng)度、硬度以及某些優(yōu)異的物理、化學(xué)性能和工藝性能，而且價格比純金屬低廉，所以它比純金屬得到更廣泛的應(yīng)用。 2）組元 組成合金最基本的、獨立的物質(zhì)叫做組元，簡稱為元。一般來說，組元既可以是組成合金的元素，也可以是穩(wěn)定的化合物。如黃銅的組元分別是銅和鋅；碳鋼的組元分別是鐵和碳。根據(jù)合金中組元數(shù)目的多少，合金可以分為二元合金、三元合金、多元合金。換句話說，由三個組元組成的合金，則稱為三元合金，依此類推。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,3）相 金屬中具有相同的化學(xué)成分、相同晶體結(jié)構(gòu)和相同物理性能的組分，稱之為相，其中包括固溶體、化合物及純物質(zhì)（石墨）。合金中相和相之間有明顯的界面分開。例如：在鐵碳合金中F為一個相，F(xiàn)e3C為一個相，即鐵碳合金的組成是由成分和結(jié)構(gòu)都不相同的F和Fe3C兩個相組成的。 4）組織 是指用金相觀察方法看到的由形態(tài)、尺寸不同和分布方式不同的一種或多種相構(gòu)成的總體，以及各種材料的缺陷和損傷。合金可以由一個相組成，其組織稱之為單相組織，也可以由幾個相復(fù)合而成，其組織稱為多相組織。 5）固溶體 合金組元在液態(tài)相互溶解，當(dāng)合金結(jié)晶成為固態(tài)晶體時組元間仍能互相溶解而形成均勻的相，這種均勻的固相則稱為固溶體。根據(jù)溶質(zhì)原子在溶劑晶格中所占據(jù)的位置，可將固溶體分為置換固溶體和間隙固溶體兩類。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,a 置換固溶體 置換固溶體是指溶質(zhì)原子代替部分溶劑原子而占據(jù)溶劑晶格中的某些結(jié)點位置而形成的固溶體，猶如溶劑晶格結(jié)點上的原子被溶質(zhì)原子所置換，故稱為置換固溶體，如圖a所示，置換固溶體可分為有限固溶體和無限固溶體。 b 間隙固溶體 溶質(zhì)原子占據(jù)溶 劑晶格間隙位置 而形成的固溶體 稱為間隙固溶體。,a） b）,6）同素異構(gòu)體：自然界中大多數(shù)金屬結(jié)晶后晶格類型都不再變化，但有些金屬如鐵、鈷、鈦、錳、錫等，在固態(tài)下隨溫度或壓力的改變，還會發(fā)生晶體結(jié)構(gòu)的變化，即由一種晶格轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格。這種金屬在固態(tài)下由一種晶格轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格的變化，稱為同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。由同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變所得的晶體，稱為同素異構(gòu)體。 純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變可概括如下： 右圖為純鐵的冷卻曲線。,7）過冷度 純金屬的結(jié)晶都是在一定溫度下進(jìn)行的，但在實際生產(chǎn)中，金屬結(jié)晶時的冷卻速度都是相當(dāng)快的，此時的液態(tài)金屬將在理論結(jié)晶溫度以下的某一溫度才開始結(jié)晶，這個溫度就是金屬的實際結(jié)晶溫度，金屬的實際結(jié)晶溫度T1低于理論結(jié)晶溫度T0的現(xiàn)象，稱為過冷現(xiàn)象。理論結(jié)晶溫度與實際結(jié)晶溫度之差常用△T表示，稱之為過冷度，過冷度△T= T0－T1。實踐證明，過冷度不是一個恒定值，它同金屬結(jié)晶時的冷卻速度有關(guān)，冷卻速度越快，過冷度越大，金屬的實際結(jié)晶溫度越低。,五、鋼鐵中的基本金相組織,1、鐵素體 碳溶入α-Fe中的間隙固溶體稱為鐵素體，以符號F表示。鐵素體仍保持α-Fe的體心立方晶格。由于α-Fe的晶格間隙很小，因而溶碳能力極差，在727℃時溶碳量最大，WC可達(dá)0.0218%，隨著溫度的下降溶碳量是逐漸減小的，在600℃時溶碳量WC約為0.0057%，在室溫時溶碳量幾乎等于零。因此其力學(xué)性能幾乎和純鐵相同，其強(qiáng)度、硬度較低，但具有良好的塑性與韌性。,2、奧氏體 碳溶入γ-Fe中的間隙固溶體稱為奧氏體，以符號A表示。奧氏體仍保持γ-Fe的面心立方晶格。在727℃時溶碳能力WC為0.77%，而在1148 ℃時可達(dá)2.11%。奧氏體的存在溫度范圍為727～1495℃。奧氏體的晶粒呈多邊形，與鐵素體的顯微組織形態(tài)相近，但晶粒邊界較鐵素體平直。奧氏體的力學(xué)性能與其溶碳量及晶粒大小有關(guān)。一般來說，奧氏體的伸長率為40%～50%，硬度為170～220HB，強(qiáng)度、硬度較低，具有良好的塑性和低的變形抗力，適于進(jìn)行壓力加工。與γ-Fe一樣，奧氏體無鐵磁性。,3、滲碳體 化學(xué)式為Fe3C的金屬化合物稱為滲碳體。滲碳體的WC＝6.69%，熔點為1227℃。滲碳體的硬度極高（約800HBW），脆性大，塑性幾乎等于零，是一個硬而脆的相。滲碳體具有復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)，碳原子構(gòu)成一個正交晶格(即三個軸間夾角α＝β＝γ＝90°，三個晶格常數(shù)a≠b≠c)，在每個碳原子周圍都有六個鐵原子構(gòu)成八面體，各個八面體的軸彼此傾斜一角度，每個八面體內(nèi)都有一個碳原子，每個鐵原子為兩個八面體所共有。,4、珠光體 由鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械混合物。其強(qiáng)度較高，硬度適中，有一定塑性?？估瓘?qiáng)度σb ：770MPa 伸長率δ：20～35% 沖擊韌性αk ： 30～40J/cm2 硬度HBS ： 180,5、馬氏體 碳溶于α-Fe中所形成的過飽和固溶體 ，其強(qiáng)度、硬度很高，但塑性、韌性低。,６、萊氏體 高溫萊氏體是由奧氏體和滲碳體組成的機(jī)械混合物，低溫萊氏體是由珠光體和滲碳體組成的機(jī)械混合物，萊氏體硬度很高，塑性極差。,六、鐵碳合金相圖,1、鐵碳相圖分析 Fe-Fe3C相圖是表示在緩慢冷卻（加熱）條件下（即平衡狀態(tài)）不同成分的鋼和鑄鐵在不同溫度下所具有的組織狀態(tài)的一種圖形。它表明了鐵碳合金的成分、溫度與組織變化規(guī)律之間的關(guān)系，是研究鋼和鑄鐵及制定其焊接、熱處理、鑄造和鍛造等熱加工工藝的重要依據(jù)。鐵碳相圖如圖所示：,組成Fe-Fe3C相圖的基本相有4個：液相L、鐵素體F(高溫時以δ表示)、奧氏體A和Fe3C，它們存在于4個單相區(qū)內(nèi)。,2、Fe-Fe3C相圖中鐵碳合金的分類 根據(jù)鐵碳合金的含碳量及室溫組織不同，可將鐵碳合金相圖中所有合金分成三大類：工業(yè)純鐵、鋼和白口鑄鐵。 1）工業(yè)純鐵 是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)WC小于0.0218%的鐵碳合金，室溫顯微組織為鐵素體。 2）鋼 是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)WC為0.0218～2.11%的鐵碳合金，根據(jù)室溫組織的不同，鋼又分三種： 亞共析鋼——含碳量WC小于0.77%，組織是鐵素體和珠光體。 共析鋼——含碳量WC為0.77%，組織是珠光體。 過共析鋼——含碳量WC大于0.77%，組織是珠光體和二次滲碳體。,3）白口鑄鐵 是含碳量WC在2.11%～6.69%的鐵碳合金，其特點是液態(tài)結(jié)晶時，都有共晶轉(zhuǎn)變。液態(tài)合金的流動性好，因而鑄鐵都具有良好的鑄造性能。但因其共晶轉(zhuǎn)變產(chǎn)物是以滲碳體為基的萊氏體組織，所以性能很脆，不能鍛造。它們的斷口是呈白亮光澤，故又稱白口鑄鐵。根據(jù)室溫組織的不同，白口鑄鐵又分為三種： 亞共晶白口鑄鐵——含碳量WC小于4.3%，組織是珠光體、二次滲碳體與萊氏體。 共晶白口鑄鐵——含碳量WC 為4.3%，組織是萊氏體。 過共晶白口鑄鐵——含碳量WC 大于4.3%，組織是萊氏體與一 次滲碳體。,3、典型鐵碳合金的結(jié)晶過程分析,,,七、常規(guī)熱處理：正火、退火、淬火、回火 1、正火 加熱到全部奧氏體化溫度（ Ac3或Acm以上30~50℃），經(jīng)保溫后以空冷的速度冷卻下來，以獲得細(xì)珠光體的熱處理工藝方法。,正火的目的如下：①含碳量低于0·5%以下的鋼，能使晶粒細(xì)化，組織均勻，提高硬度，改善切削加工性；②對于共析鋼，正火能消除其組織中的網(wǎng)狀碳化物，利于球化退火；③正火使鑄鍛件過熱晶粒細(xì)化和消除內(nèi)應(yīng)力；④對于最終要求淬火的零件，正火能細(xì)化晶粒，改善碳化物的形態(tài)和分布，為最終熱處理作準(zhǔn)備。,2、退火 退火是將鋼加熱到高于或略低于臨界點的某一溫度，保溫一定時間，然后緩慢冷卻，以獲得接近平衡組織的一種熱處理工藝。 其目的是： 1）使退火后鋼的組織接近于平衡組織，降低鋼的硬度，以利于切削加工； 2）消除鑄件或鍛件中的殘余應(yīng)力，以防變形和開裂； 3）消除鑄件或鍛件中的組織缺陷，如粗大晶粒、成分不均勻等，為隨后熱處理作好組織上的準(zhǔn)備。,退火的種類有：①擴(kuò)散退火： Ac3或Acm以上150~250 ℃，保溫10~15小時后緩冷，主要用于大型鑄件，目的是改進(jìn)或消除在冶金過程中形成的成份偏析或枝晶偏析，處理后的鑄件內(nèi)部晶粒十分粗大，為細(xì)化晶粒，需進(jìn)行一次完全退火，以提高塑性、韌性。 ②完全退火： Ac3以上30~50 ℃，保溫得到均一的奧氏體，緩冷得到等軸鐵素體+片狀珠光體，主要用于原始晶粒粗大，內(nèi)應(yīng)力大，硬度較高的亞共析鋼的鑄件、鍛件等，能細(xì)化晶粒，降低硬度、便于切削加工，消除內(nèi)應(yīng)力。 ③球化退火： Ac1以上20~30 ℃，獲得粒狀珠光體，適用于工、模、軸承鋼的預(yù)先熱處理，降低硬度，改善切削加工性能，并為最終熱處理作準(zhǔn)備。,④去應(yīng)力退火： 500~650 ℃， 保溫2~4小時后緩冷至200~300 ℃出爐。目的是消除鑄鋼件、焊接件、機(jī)械加工件的內(nèi)應(yīng)力，減少和防止工件在后繼工序或使用過程中發(fā)生變形或開裂。 ⑤再結(jié)晶退火：再結(jié)晶以上適當(dāng)溫度（碳鋼一般650 ~700 ℃）保溫1~3小時， 然后爐冷或出爐空冷。目的是消除冷變形產(chǎn)生的冷作硬化，使被拉長壓扁或破碎的晶粒度變?yōu)榫鶆蚣?xì)小的等軸晶粒。,3、淬火 淬火是將鋼件加熱到Ac3（亞共析鋼）或Ac1（共析、過共析鋼）以上30-50℃，保溫一定時間，然后快速冷卻下來，以獲得高硬度組織的一種熱處理工藝。其目的是：改變鋼的內(nèi)部組織，獲得高的硬度和強(qiáng)度，更好地發(fā)揮鋼材的性能潛力，為回火做好組織準(zhǔn)備。工藝曲線如下所示：,,Ac3或Ac1線,常用的淬火方法有： 直接淬火：直接淬入單一淬火介質(zhì)，一般碳鋼在水中冷卻，合金鋼在油中冷卻，簡便易行，缺點是易變形、開裂。 雙液淬火：某些淬透性差的鋼鹽水淬易裂，油淬不硬，采用水淬油冷，關(guān)鍵在控制冷卻能力強(qiáng)的淬火介質(zhì)的冷卻時間。 等溫淬火：將A化的工件淬入BS溫度下的等溫鹽液中較長時間以獲得BS組織然后再空冷，由于等溫轉(zhuǎn)變不完全空冷到室溫后獲得BS為主的M和A′，使得有較高硬度的同時還保持有很高的韌性。,4、回火 不回火的馬氏體很脆，且存在較大的內(nèi)應(yīng)力，有時甚至?xí)匀婚_裂，必需回火才能使用?；鼗鹗羌訜岬紸c1以下的某一溫度，保溫一段時間，然后以適當(dāng)?shù)姆绞嚼鋮s，以減少或消除淬火內(nèi)應(yīng)力，提高組織與尺寸穩(wěn)定性，提高鋼的韌性和塑性，適當(dāng)降低硬度，賦予工件最終的使用性能。根據(jù)加熱的溫度不同分為： ①、低溫回火：150-250℃進(jìn)行，目的是減少應(yīng)力和脆性，保持較高的硬度和耐磨性，主要用于量、刃、模、滾珠軸承、滲碳件和高頻淬火件，如球軸承及內(nèi)外圈、齒輪等最后都要低溫回火，得到回火馬氏體。 ②、中溫回火：350-500 ℃進(jìn)行，目的是獲得高的彈性和屈服強(qiáng)度，得到回火屈氏體。主要用于各種彈簧，如制動蹄回位彈簧。,③、高溫回火： 500 -650℃進(jìn)行，淬火加高溫回火又稱調(diào)質(zhì)處理，目的是要得到一定的強(qiáng)度、硬度和良好的韌性、塑性相配合的綜合力學(xué)性能，組織為回火索氏體。,八、化學(xué)熱處理： 鋼的化學(xué)熱處理是將零件放在某種化學(xué)介質(zhì)中加熱、保溫和冷卻，使介質(zhì)中的某些元素滲入到零件表面，從而改變零件表面層的化學(xué)成分和組織，使零件表面層具有不同特殊性能的一種熱處理工藝。 ★ 滲碳 滲碳是將零件放在滲碳?xì)夥罩屑訜帷⒈睾屠鋮s，使介質(zhì)中的活性碳原子滲入到零件表面，從而增加零件表面碳含量的一種熱處理工藝。 其基本過程大致如下：滲碳劑在高溫下通過化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行分解，產(chǎn)生活性碳原子；活性碳原子吸附到鋼的表面上；吸附的活性碳原子由鋼的表面層向內(nèi)滲入并擴(kuò)散，形成一定深度的滲碳層。,1、常用滲碳鋼 ①低碳鋼及低碳合金鋼：15、20、20Cr、 20CrMo ，用于受力較輕的耐磨件，如小齒、活塞銷等，處理后抗拉強(qiáng)度約490-784MPa，沖擊韌性98-117J/c㎡； ②低碳中合金滲碳鋼： 20CrMnTi、18CrMnMo，用于中級負(fù)荷，處理后抗拉強(qiáng)度約882-980MPa，沖擊韌性88-117J/c㎡ ； ③低碳高合金鋼：18 Cr2Ni4WA、20Cr2Ni4用于負(fù)載大、磨損大的軸、齒類，處理后抗拉強(qiáng)度約1176-1372MPa，沖擊韌性78·4-98J/c㎡。,3、滲碳濃度、深度對性能的影響 ①表面碳濃度對性能的影響：0.8-1%各種性能都比較好，低于0.8%耐磨性不利，高于1 .1%會形成網(wǎng)狀或塊狀碳化物，使硬度化層脆性增加，發(fā)生剝落，降低壽命。,碳濃度,性能值,②滲碳層深度對性能的影響：有效硬化層深度應(yīng)能保證傳遞到心部的應(yīng)力小于心部的強(qiáng)度，這樣才能保證零件不受破壞；但過份增加深度，不僅浪費物力、人力和能源，而且對提高性能反而不利，大于1毫米疲勞極限下降，大于1.5毫米沖擊韌性明顯下降。 ③滲碳層深度的選擇：取決于零件的使用條件和鋼材料心部強(qiáng)度。 滲碳齒為例： T（深度）=M（模數(shù)）*（15~20）/100若考慮以抗疲勞為主建議滲碳層選淺一些，若以抗點蝕為主建議可以深一點。,4、滲碳層的缺陷組織： ①表面脫碳：滲碳件表面出現(xiàn)鐵素體，降低了表面硬度，從而降低耐磨性，造成原因為出爐與空氣接觸氧化脫碳所致，或在冷卻時無保護(hù)氣氛。 ②表面含碳量偏低：表面出現(xiàn)少量鐵素體導(dǎo)致淬火后有屈氏體，降低了零件的耐磨性，造成原因為碳勢不足或溫度不足。 ③滲碳過度區(qū)太陡：由高碳共析組織突然降低到原始組織，這種缺陷使得交界處應(yīng)力特別大，易在交界處發(fā)生開裂，形成T型裂紋，造成原因為滲碳速度過分大于擴(kuò)散速度所致。,④網(wǎng)狀碳化物：表面碳濃度高致使有較多的網(wǎng)狀碳化物，且正火工藝選擇不合理，未將網(wǎng)狀碳化物消除。碳化物呈連續(xù)網(wǎng)狀沿晶界分布，導(dǎo)致晶界脆性增加，在使用中受外力作用時，易在晶界處開裂，這種缺陷也易造成磨削裂紋。,白亮呈網(wǎng)狀分布的為網(wǎng)狀碳化物,,謝謝大家！,