4.1金属材料的结构与性能4.1.3铁系合金的组织结构黑色金属主要指铁系合金，钢和生铁都是以铁为基础以C为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。纯铁质软，熔点1535°C，共有三种同素异构体。同素异914°C1390°C?构转变ZS-FeZy-Fezα-Fez半径较小的C原子可进入到铁的晶格中，在一定条件下形成多种相态的合金结构。材料科学与工程学院
黑色金属主要指铁系合金，钢和生铁都是以铁为基础， 以C为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。 纯铁质软，熔点1535°C，共有三种同素异构体。 半径较小的C原子可进入到铁的晶格中，在一定条件下形 成多种相态的合金结构。 同素异 构转变 4.1 金属材料的结构与性能 材料科学与工程学院 4.1.3 铁系合金的组织结构 914 1390 C C Fe Fe Fe
4.1金属材料的结构与性能4.1.3铁系合金的组织结构奥氏体：C溶解到y-Fe中的间隙固溶体。奥氏体在大于727℃高温下才能稳定存在的组织，塑性好。马氏体：是C在α-Fe中的过饱和固溶体，为体心四方结构。具有高硬度和强度。铁系合金的铁素体：C溶解到α-Fe立方晶格中的间隙固溶体组织结构具有体心立方结构。塑性、韧性好，强度、硬度低渗碳体：C与Fe形成的一种化合物，一般含C为6.67%，是一种具有极高硬度的脆性化合物。珠光体：奥氏体冷却时，在727°C发生共析转变的产物，C的质量分数平均为0.77%。材料科学与工程学院
4.1 金属材料的结构与性能 铁系合金的 组织结构 马氏体：是C在α-Fe中的过饱和固溶体，为体心 四方结构。具有高硬度和强度。 奥氏体：C溶解到γ-Fe中的间隙固溶体。奥氏体在 大于727℃高温下才能稳定存在的组织，塑性好。 铁素体：C溶解到α-Fe立方晶格中的间隙固溶体 ，具有体心立方结构。塑性、韧性好，强度、硬 度低。 渗碳体：C与Fe形成的一种化合物，一般含C为 6.67%，是一种具有极高硬度的脆性化合物。 渗碳体：C与Fe形成的一种化合物，一般含C为6.67% ，是一种具有极高硬度的脆性化合物。 珠光体：奥氏体冷却时，在727°C发生共析转变的产 物，C的质量分数平均为0.77%。 材料科学与工程学院 4.1.3 铁系合金的组织结构
4.1金属材料的结构与性能4.1.4金属材料热处理（一）、热处理工艺整体热处理：对工件整体进行穿透加入，常用方法有退火，正火、火+回火等。表面热处理：仅对工件的表面进行的热处理工艺，常用方法有表面火和回火，气相沉积等。化学热处理：改变工件表层的化学成分、组织和性能，如渗碳、渗氮等。材料科学与工程学院
（一）、热处理工艺 整体热处理：对工件整体进行穿透加入，常用方法有退火，正火、 淬火+回火等。 表面热处理：仅对工件的表面进行的热处理工艺，常用方法有表面 淬火和回火，气相沉积等。 化学热处理：改变工件表层的化学成分、组织和性能，如渗碳、渗 氮等。 4.1 金属材料的结构与性能 材料科学与工程学院 4.1.4 金属材料热处理
4.1金属材料的结构与性能4.1.4金属材料热处理几种热处理方法：（1）钢的正火：正火是将钢加热到临界温度以上，使钢全部转变为均匀的奥氏体，然后在空气中自然冷却的热处理方法。它能消除过共析钢的网状渗碳体，对于亚共析钢正火可细化晶格，提高综合力学性能，对要求不高的零件用正火代替退火工艺是比较经济的。（2）钢的萍火：淬火是将钢加热到临界温度以上，保温一段时间，然后很快放入萍火剂中，使其温度骤然降低，以大于临界冷却速度的速度急速冷却，而获得以马氏体为主的不平衡组织的热处理方法。萍火能增加钢的强度和硬度，但要减少其塑性。萍火中常用的萍火剂有：水、油、碱水和盐类溶液等。材料科学与工程学院
（1）钢的正火：正火是将钢加热到临界温度以上，使钢全部转变为均 匀的奥氏体，然后在空气中自然冷却的热处理方法。它能消除过共析钢的 网状渗碳体，对于亚共析钢正火可细化晶格，提高综合力学性能，对要求 不高的零件用正火代替退火工艺是比较经济的。 （2）钢的淬火：淬火是将钢加热到临界温度以上，保温一段时间，然 后很快放入淬火剂中，使其温度骤然降低，以大于临界冷却速度的速度急 速冷却，而获得以马氏体为主的不平衡组织的热处理方法。 淬火能增加钢的强度和硬度，但要减少其塑性。 淬火中常用的淬火剂有：水、油、碱水和盐类溶液等。 4.1 金属材料的结构与性能 材料科学与工程学院 4.1.4 金属材料热处理 几种热处理方法：
4.1金属材料的结构与性能4.1.4金属材料热处理（3）退火：把钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺。其实质是将钢加热到奥氏体后进行珠光体转变。退火的目的在于均匀化学成分、细化晶粒、降低硬度、提高塑性以改善机械性能及工艺性能、消除或减少内应力并为零件最终热处理作好组织准备。材料科学与工程学院
（3）退火：把钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢 冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺。其实质是将钢加热 到奥氏体后进行珠光体转变。 退火的目的在于均匀化学成分、细化晶粒、降低硬度、提 高塑性以改善机械性能及工艺性能、消除或减少内应力并为零 件最终热处理作好组织准备。 4.1 金属材料的结构与性能 材料科学与工程学院 4.1.4 金属材料热处理