钢丝的热处理(第2版)(5)
发布时间:2021-06-08
发布时间:2021-06-08
本文以生产实践为基础,用全新观念,对钢丝热处理工艺进行了梳理;从分析热处理原理,组织结构与使用性能关系入手,介绍各类钢丝的热处理工艺制定原则,并提供了一些实用技术数据和经验公式。
呈板条状或羽毛状。高碳钢的短条状渗碳体断续分布在铁素体板条间,羽毛往往分辨不清,颜色是蓝黑色,中碳钢羽毛较明显,低碳钢羽毛很清楚,铁素体条较粗。在贝氏体区下部等温转变生成下贝氏体(lower bainite)。下贝氏体晶粒呈针状,两端尖,针叶不交叉,但可以交接。晶内渗碳体呈细针状,与铁素体长轴成55°~65°夹角,颜色分散度大,比马氏体针颜色深。
在贝氏体转变温度范围内(Bs~Bf),渗碳体扩散缓慢,铁素体的扩散受阻,即使温度降到Bs点以下,贝氏体转变仍无法完成,随温度下降,贝氏体数量逐渐增加,直到Bf点,过冷奥氏体往往也不能完全转变,剩余未转变奥氏体叫残余奥氏体。对于大多数钢来说,下贝氏体转变温度(Bs)多在260~375℃之间。Bf点可能位于Ms点以上,也有可能位于Ms点以下,而且基本不受碳和合金元素含量的影响。
马氏体(martensite):常见马氏体组织有两种类型:中低碳钢淬火获得板条状马氏体,板条状马氏体是由许多一束束尺寸大致相同,近似平行排列的细板条组成的组织,各束板条之间角度比较大,高碳钢淬火获得针状马氏体,针状马氏体呈竹叶或凸透镜状,针叶一般限制在原奥氏体晶粒之内,针叶之间互成60°或120°角。
马氏体转变同样是在一定温度范围内(Ms~Mf)连续进行的,当温度达到Ms点以下,立即有部分奥氏体转变为马氏体,随着温度继续下降,马氏体数量不断增加,如果降温停止,马氏体转变也立即停止。先转变的马氏体针叶或板条又粗又长,有的横贯晶粒,颜色也较深,后转变的马氏体针叶或板条越来越细、越短,颜色也较浅,完全转变的马氏体组织由长短不一、分布不规则、颜色深浅不一致的板条或针叶组成,与下贝氏体比较起来马氏体金相图片的层次感更强。
板条状马氏体有很高的强度和硬度,较好的韧性,能承受一定程度的冷加工;针状马氏体又硬又脆,无塑性变形能力。马氏体转变速度极快,转变时体积产生膨胀,在钢丝内部形成很大的内应力,所以淬火后的钢丝需要及时回火,防止应力开裂。
珠光体、贝氏体和马氏体都是奥氏体等温转变的产物,为加深对奥氏体等温转变的了解,现将这3种组织转变特点和结构形态比较如下,见表2。
表2 珠光体、贝氏体和马氏体转变特点
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莱氏体(ledeburite):常温下,莱氏体是珠光体、渗碳体和共晶渗碳体的混合物。在高温下形成的共晶渗碳体呈魚骨状或网状分布在晶界处,经热加工破碎后,变成块状,沿轧制方向链状分布,其块度和形状对冷加工性能有决定性的影响,热加工变形程度不足、终锻或终轧温度偏高,往往造成共晶渗碳体块度大,
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