模具鋼材的金相組織
模具鋼材的金相組織
不論是模具鋼、銅合金、鋁合金,還是其他金屬本材料,只要磨平其表面,并用與每種金屬相對應(yīng)的不同藥品進(jìn)行輕微腐蝕,然后使用金屬顯微鏡觀察這個表面,就可以看到各種不同的金相組織。
這個組織隨著金屬的化學(xué)成分或熱處理狀態(tài)的變化而變化?;瘜W(xué)成分不同,其組織當(dāng)然不同。但在化學(xué)和沒有淬火的組織也不同。
組織,有社會內(nèi)的組織、人間的組織、設(shè)備裝置的組織等很多種。一般把金屬的組織就叫做金相組織。
隨著金相組織的變化,硬度、韌性、耐磨性等金屬的各種性能就會發(fā)生變化,所以它非常重要。淬火、回火等到熱處理就是有意識地改變金屬的組織,用來提高金屬的硬度或提高韌性。
在金相組織的話題里,經(jīng)常出現(xiàn)廣義的鐵。這是由于隨著鐵和碳的比例及熱處理的變化,其組織也發(fā)生不同的變化的緣故。
●鐵素體:這是在體心立方晶格的α-Fe中固溶了其他元素。碳(C)可以固溶到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02%左右。鐵素體既軟(HB90~HB100)又有延展性,其抗拉強(qiáng)度約為30㎏。
●奧氏體:這是在面心立方晶格的γ-Fe中固溶了其他元素,它只存在于高溫(727℃以上時才能固溶碳),常溫下不存在。碳可以固溶到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.1%左右。18-8不銹鋼及高錳鋼在常溫下也很穩(wěn)定,既軟又有韌性。
●滲碳體:這是鐵和碳的化合物(碳化物),用Fe3C表示。它的硬度非常高,達(dá)到HV1100~HV1200。改變其形態(tài)及分布,對提高鋼的強(qiáng)度起到很大作用。隨著含碳量及熱處理的不同變化,將變化板條狀、球狀和網(wǎng)狀等。碳素工具鋼就是通過把滲碳體的形狀改變?yōu)榍驙?,從而提高其硬度的?br /> ●珠光體:冷卻奧氏體,困無法固溶碳,碳就被折出來,變成穩(wěn)定的γ-Fe和碳化物(滲碳體),這就是珠光體。把鐵素體和板條狀的滲碳體相互重疊在一起的層狀組織稱為珠光體。
●石墨:因?yàn)樘家粤骄Ц竦木w狀態(tài)存在,所以極其穩(wěn)定。鑄鐵在高溫下的液體狀態(tài)時可固溶很多碳,一旦被冷卻下來,不能固溶的碳就以石墨的形態(tài)被折出來。
●馬氏體:把鋼從能夠固溶大量碳的奧氏體溫度急劇冷卻時,只有晶格由而心立方晶格的γ-Fe變成體心立方晶格的α-Fe,而碳因沒有時間被折出,處于過飽和的固液狀態(tài),這就是馬氏體。馬氏體在鋼的組織里是最硬的(HB720),而且脆。鋼的淬火,就是進(jìn)行這個操作。而13Cr不銹鋼在自然狀態(tài)下就是馬氏體組織。
●托氏體:這是鐵素體和細(xì)小的滲碳體夾雜的組織。就如采用油淬火鋼,以比較慢的速度進(jìn)行冷卻或把馬氏體在300-400℃溫度下進(jìn)行回火時產(chǎn)生托氏體和回火托氏體。托氏體比馬氏體軟且韌性也好。
●索氏體:這也是鐵素體和細(xì)小滲碳體夾雜的組織。按一定的時間,從而形成了滲碳體的集合?;蛟?00-600℃的溫度下對馬氏體進(jìn)行回火后也可以得到它。它比托氏體還軟還有韌性,因此彈簧就用這種組織的鋼制造。
●貝氏體:這是把鋼從奧氏體的狀態(tài)急冷到150~550℃,并保持在這個溫度時形成的組織。在高溫側(cè)形成的稱為上貝氏體,在低溫側(cè)形成的稱為下貝氏體。
這是細(xì)小滲碳體分散在鐵素體內(nèi)的組織,與淬火馬氏體相似,硬度也與馬氏體相近。
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