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模具鋼材的金相組織| 日期:2018.04.26

不論是模具鋼、銅合金、鋁合金,還是其他金屬本材料,隻要磨平其表麵,並用與每種金屬相對應的不同藥品進行輕微腐蝕,然後使用金屬顯微鏡觀察這個表麵,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成分或熱處理狀態的變化而變化。化學成分不同,其組織當然不同。但在化學和沒有淬火的組織也不同。

組織,有社會內的組織、人間的組織、設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。

在金相組織的話題裏,經常出現廣義的鐵。這是由於隨著鐵和碳的比例及熱處理的變化,其組織也發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)可以固溶到質量分數為0.02%左右。鐵素體既軟(hb90~hb100)又有延展性,其抗拉強度約為30㎏。

●奧氏體:這是在麵心立方晶格的γ-fe中固溶了其他元素,它隻存在於高溫(727℃以上時才能固溶碳),常溫下不存在。碳可以固溶到質量分數為2.1%左右。18-8不鏽鋼及高錳鋼在常溫下也很穩定,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,達到hv1100~hv1200。改變其形態及分布,對提高鋼的強度起到很大作用。隨著含碳量及熱處理的不同變化,將變化板條狀、球狀和網狀等。碳素工具鋼就是通過把滲碳體的形狀改變為球狀,從而提高其硬度的。

●珠光體:冷卻奧氏體,困無法固溶碳,碳就被折出來,變成穩定的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:因為碳以六方晶格的晶體狀態存在,所以極其穩定。鑄鐵在高溫下的液體狀態時可固溶很多碳,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,隻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,處於過飽和的固液狀態,這就是馬氏體。馬氏體在鋼的組織裏是最硬的(hb720),而且脆。鋼的淬火,就是進行這個操作。而13cr不鏽鋼在自然狀態下就是馬氏體組織。

●托氏體:這是鐵素體和細小的滲碳體夾雜的組織。就如采用油淬火鋼,以比較慢的速度進行冷卻或把馬氏體在300-℃溫度下進行回火時產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。或在500-600℃的溫度下對馬氏體進行回火後也可以得到它。它比托氏體還軟還有韌性,因此彈簧就用這種組織的鋼製造。

●貝氏體:這是把鋼從奧氏體的狀態急冷到150~550℃,並保持在這個溫度時形成的組織。在高溫側形成的稱為上貝氏體,在低溫側形成的稱為下貝氏體。

這是細小滲碳體分散在鐵素體內的組織,與淬火馬氏體相似,硬度也與馬氏體相近。

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