工程材料學(xué)基本概念

工程材料學(xué)基本概念工程材料學(xué)基本概念/NUMPAGES28工程材料學(xué)基本概念工程材料學(xué)基本概念?yuàn)W氏體奧氏體（Austenite）也稱為沃斯田鐵或?-Fe，是鋼鐵的一種顯微組織，通常是?-Fe中固溶少量碳的無磁性固溶體。奧氏體的名稱是來自英國的冶金學(xué)家羅伯茨·奧斯?。╓illiamChandlerRoberts-Austen）。γ－Fe為面心立方晶體，其最大空隙為0.51×10－8cm（該空隙的數(shù)據(jù)可能有誤，跟c原子不在同一數(shù)量級(jí)上），略小于碳原子半徑，因而它的溶碳能力比α－Fe大，在1148℃時(shí)，γ－Fe最大溶碳量為2.11%，隨著溫度下降，溶碳能力逐漸減小，在727℃時(shí)其溶碳量為0.77%。奧氏體性能特點(diǎn)：奧氏體是一種塑性很好，強(qiáng)度較低的固溶體，具有一定韌性。不具有鐵磁性。因此，分辨奧氏體不銹鋼刀具(常見的18－8型不銹鋼）的方法之一就是用磁鐵來看刀具是否具有磁性。古代鐵匠打鐵時(shí)燒紅的鐵塊即處于奧氏體狀態(tài)。影響奧氏體轉(zhuǎn)變速度的因素：1.加熱溫度

隨加熱溫度的提高,奧氏體化速度加快。

2.加熱速度

加熱速度越快，發(fā)生轉(zhuǎn)變的溫度越高，轉(zhuǎn)變所需的時(shí)間越短。

3.合金元素

鈷、鎳等加快奧氏體化過程；

鉻、鉬、釩等減慢奧氏體化過程；

硅、鋁、錳等不影響奧氏體化過程。由于合金元素的擴(kuò)散速度比碳慢得多，所以合金鋼的熱處理加熱溫度一般較高，保溫時(shí)間更長(zhǎng)。

4.原始組織

原始組織中滲碳體為片狀時(shí)奧氏體形成速度快，且滲碳體間距越小，轉(zhuǎn)變速度越快，同時(shí)奧氏體晶粒中碳濃度梯度也大，所以長(zhǎng)大速度更快。影響奧氏體晶粒長(zhǎng)大的因素1.加熱溫度和保溫時(shí)間

隨加熱溫度升高晶粒將逐漸長(zhǎng)大。溫度愈高，或在一定溫度下，保溫時(shí)間越長(zhǎng)，奧氏體晶粒也越粗大。

2.鋼的成分

奧氏體中碳含量增高，晶粒長(zhǎng)大傾向增大。

鋼中加入鈦、釩、鈮、鋯、鋁等元素，有利于得到本質(zhì)細(xì)晶粒鋼，因?yàn)樘蓟?、氧化物和氮化物彌散分布在晶界上，能阻礙晶粒長(zhǎng)大。

錳和磷促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大。

3.合金元素

C%的影響：C%高，C在奧氏體中的擴(kuò)散速度以及Fe的自擴(kuò)散速度均增加，奧氏體晶粒長(zhǎng)大傾向增加，但C%超過一定量時(shí)，由于形成Fe3CⅡ，阻礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大;

合金元素影響：強(qiáng)碳化物形成元素Ti、Zr、V、W、Nb等熔點(diǎn)較高，它們彌散分布在奧氏體中阻礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大；非碳化物形成元素Si、Ni等對(duì)奧氏體晶粒長(zhǎng)大影響很小。γ-Fe：溫度在912℃～1394℃的純鐵，晶格類型是面心立方α－Fe，γ-Fe，δ-Fe都是純鐵，只是晶格類型不同，這種現(xiàn)象稱為同素異構(gòu)。γ-Fe是面心立方晶格,而α-Fe是體心立方晶格,由于面心比體心排列緊密,所以由前者轉(zhuǎn)化為后者時(shí),體積要膨脹.純鐵在室溫下是體心立方結(jié)構(gòu)，稱為α-Fe。將純鐵加熱，當(dāng)溫度到達(dá)910℃時(shí)，由α-Fe轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Fe，γ-Fe是面心立方結(jié)構(gòu)。繼續(xù)升高溫度，到達(dá)1390℃時(shí)，γ-Fe轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Fe，它的結(jié)構(gòu)與α-Fe一樣，是體心立方結(jié)構(gòu)。純鐵隨著溫度增加，由一種結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N結(jié)構(gòu)，這種現(xiàn)象稱為相變。面心立方結(jié)構(gòu)除頂角上有原子外，在晶胞立方體六個(gè)面的中心處還有6個(gè)原子，故稱為面心立方。體心立方結(jié)構(gòu)八個(gè)原子處于立方體的角上，一個(gè)原子處于立方體的中心，角上八個(gè)原子與中心原子緊靠。奧氏體不銹鋼，是指在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含Cr約18%、Ni8%~10%、C約0.1%時(shí)，具有穩(wěn)定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎(chǔ)上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發(fā)展起來的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不銹鋼無磁性而且具有高韌性和塑性，但強(qiáng)度較低，不可能通過相變使之強(qiáng)化，僅能通過冷加工進(jìn)行強(qiáng)化，如加入S，Ca，Se，Te等元素，則具有良好的易切削性。鐵素體鐵素體(ferrite，縮寫：FN，用F表示)即碳在α-Fe中的間隙固溶體，具有體心立方晶格。稱為鐵素體或α固溶體，用α或F表示，α常用在相圖標(biāo)注中，F(xiàn)在行文中常用。亞共析成分的奧氏體通過先共析析出形成鐵素體。鐵素體物理性質(zhì)：純鐵在912℃以下為具有體心立方晶格。碳溶于α-Fe中的間隙固溶體稱為鐵素體，以符號(hào)F表示。由于α-Fe是體心立方晶格結(jié)構(gòu)，它的晶格間隙很小，因而溶碳能力極差，在727℃時(shí)溶碳量最大，可達(dá)0.0218%,隨著溫度的下降溶碳量逐漸減小，在600℃時(shí)溶碳量約為0.0057%，在室溫時(shí)溶碳量約為0.0008%。因此其性能幾乎和純鐵相同，其機(jī)械性能如下：抗拉強(qiáng)度180—280MN/平方米屈服強(qiáng)度100—170MN/平方米延伸率30--50%斷面收縮率70--80%沖擊韌性160—200J/平方厘米硬度HB50—80由此可見，鐵素體的強(qiáng)度、硬度不高，但具有良好的塑性與韌性。鐵素體的顯微組織與純鐵相同，呈明亮的多邊形晶粒組織，有時(shí)由于各晶粒位向不同，受腐蝕程度略有差異，因而稍顯明暗不同。鐵素體在770℃以下具有鐵磁性，在770℃以上則失去鐵磁性。（鐵素體的居里點(diǎn)為770℃）馬氏體馬氏體由奧氏體急速冷卻（淬火）形成，這種情況下奧氏體中固溶的碳原子沒有時(shí)間擴(kuò)散出晶胞。當(dāng)奧氏體到達(dá)馬氏體轉(zhuǎn)變溫度（Ms）時(shí)，馬氏體轉(zhuǎn)變開始產(chǎn)生，母相奧氏體組織開始不穩(wěn)定。在Ms以下某溫度保持不變時(shí)，少部分的奧氏體組織迅速轉(zhuǎn)變，但不會(huì)繼續(xù)。只有當(dāng)溫度進(jìn)一步降低，更多的奧氏體才轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。最后，溫度到達(dá)馬氏體轉(zhuǎn)變結(jié)束溫度Mf，馬氏體轉(zhuǎn)變結(jié)束。馬氏體還可以在壓力作用下形成，這種方法通常用在硬化陶瓷上（氧化釔、氧化鋯）和特殊的鋼種（高強(qiáng)度、高延展性的鋼）。因此，馬氏體轉(zhuǎn)變可以通過熱量和壓力兩種方法進(jìn)行。馬氏體和奧氏體的不同在于，馬氏體是體心正方結(jié)構(gòu)，奧氏體是面心立方結(jié)構(gòu)。奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變僅需很少的能量，因?yàn)檫@種轉(zhuǎn)變是無擴(kuò)散位移型的，僅僅是迅速和微小的原子重排。馬氏體的密度低于奧氏體，所以轉(zhuǎn)變后體積會(huì)膨脹。相對(duì)于轉(zhuǎn)變帶來的體積改變，這種變化引起的切應(yīng)力、拉應(yīng)力更需要重視。馬氏體在Fe-C相圖中沒有出現(xiàn)，因?yàn)樗皇且环N平衡組織。平衡組織的形成需要很慢的冷卻速度和足夠時(shí)間的擴(kuò)散，而馬氏體是在非常快的冷卻速度下形成的。由于化學(xué)反應(yīng)（向平衡態(tài)轉(zhuǎn)變）溫度高時(shí)會(huì)加快，馬氏體在加熱情況下很容易分解。這個(gè)過程叫做回火。在某些合金中，加入合金元素會(huì)減少這種馬氏體分解。比如，加入合金元素鎢，形成碳化物強(qiáng)化機(jī)體。由于淬火過程難以控制，很多淬火工藝通過淬火后獲得過量的馬氏體，然后通過回火去減少馬氏體含量，直到獲得合適的組織，從而達(dá)到性能要求。馬氏體太多將使鋼變脆，馬氏體太少會(huì)使鋼變軟。性能眾所周知，馬氏體是強(qiáng)化鋼件的重要手段，而且一般認(rèn)為，馬氏體是一種硬而脆的組織，尤其是高碳片狀馬氏體。要想提高淬火鋼的塑性和韌性，必須用提高回火溫度的方法，犧牲部分強(qiáng)度而換取韌性，就是說強(qiáng)度和塑性很難兼得。但是近年來的研究工作表明，這種觀點(diǎn)只是適用于片狀馬氏體，而板條狀馬氏體不是這樣，板條狀馬氏體不但具有很高的強(qiáng)度而且具有良好的塑性和韌性，同時(shí)還具有低的脆性轉(zhuǎn)變溫度，其缺口敏感性和過載敏感性都較低。馬氏體的硬度和強(qiáng)度鋼中馬氏體機(jī)械性能的顯著特點(diǎn)是具有高硬度和高強(qiáng)度。馬氏體的硬度主要取決于馬氏體的含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)。馬氏體的硬度隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而升高，當(dāng)含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.6%時(shí)，淬火鋼硬度接近最大值，含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)一步增加，雖然馬氏體的硬度會(huì)有所提高，但由于殘余奧氏體數(shù)量增加，反而使鋼的硬度有所下降。合金元素對(duì)鋼的硬度關(guān)系不大，但可以提高其強(qiáng)度。萊氏體共析點(diǎn)eutectoidpoint:相圖內(nèi)代表共析成分和共析溫度的點(diǎn)。共晶反應(yīng)是指在一定的溫度下,一定成分的液體同時(shí)結(jié)晶出兩種一定成分的固相的反應(yīng).例如含碳量為2.11%--6.69%的鐵碳合金,在1148攝氏度的恒溫下發(fā)生共晶反應(yīng),產(chǎn)物是奧氏體(固態(tài))和滲碳體(固態(tài))的機(jī)械混合物,稱為"萊氏體".在合金相圖上,發(fā)生這個(gè)反應(yīng)在圖上表現(xiàn)為一點(diǎn),那個(gè)點(diǎn)就是共晶點(diǎn).

共析反應(yīng)就是指在一定的溫度下,一定成分的固相同時(shí)析出兩種一定成分的固相的反應(yīng).鐵碳合金相圖從某種意義上講，鐵碳合金相圖是研究鐵碳合金的工具，是研究碳鋼和鑄鐵成分、溫度、組織和性能之間關(guān)系的理論基礎(chǔ)，也是制定各種熱加工工藝的依據(jù)。中文名鐵碳合金相圖作

用研究碳鋼和鑄鐵成分等之間關(guān)系實(shí)

際是Fe-Fe3C相圖簡(jiǎn)

述也是制定各種熱加工工藝的依據(jù)鐵碳合金編輯本段"編輯鐵碳合金相圖實(shí)際上是Fe-Fe3C相圖，鐵碳合金的基本組元也應(yīng)該是純鐵和Fe3C。鐵存在著同素異晶轉(zhuǎn)變，即在固態(tài)下有不同的結(jié)構(gòu)。不同結(jié)構(gòu)的鐵與碳可以形成不同的固溶體，F(xiàn)e—Fe3C相圖上的固溶體都是間隙固溶體。由于α-Fe和γ-Fe晶格中的孔隙特點(diǎn)不同，因而兩者的溶碳能力也不同。1,鐵素體鐵素體是碳在α-Fe中的間隙固溶體,用符號(hào)"F"(或α)表示,體心立方晶格;雖然BCC的間隙總體積較大,但單個(gè)間隙體積較小,所以它的溶碳量很小,最多只有0.0218%(727℃時(shí)),室溫時(shí)幾乎為0,因此鐵素體的性能與純鐵相似,硬度低而塑性高,并有鐵磁性.δ=30%~50%,AKU=128~160Jσb=180~280MPa,50~80HBS.鐵素體的顯微組織與純鐵相同,用4%硝酸酒精溶液浸蝕后,在顯微鏡下呈現(xiàn)明亮的多邊形等軸晶粒,在亞共析鋼中鐵素體呈白色塊狀分布,但當(dāng)含碳量接近共析成分時(shí),鐵素體因量少而呈斷續(xù)的網(wǎng)狀分布在珠光體的周圍.2,奧氏體奧氏體是碳在γ-Fe中的間隙固溶體,用符號(hào)"A"(或γ)表示,面心立方晶格;雖然FCC的間隙總體積較小,但單個(gè)間隙體積較大,所以它的溶碳量較大,最多有2.11%(1148℃時(shí)),727℃時(shí)為0.77%.在一般情況下,奧氏體是一種高溫組織,穩(wěn)定存在的溫度范圍為727~1394℃,故奧氏體的硬度低,塑性較高,通常在對(duì)鋼鐵材料進(jìn)行熱變形加工,如鍛造,熱軋等時(shí),都應(yīng)將其加熱成奧氏體狀態(tài),所謂"趁熱打鐵"正是這個(gè)意思.σb=400MPa,170~220HBS,δ=40%~50%.另外奧氏體還有一個(gè)重要的性能,就是它具有順磁性,可用于要求不受磁場(chǎng)的零件或部件.奧氏體的組織與鐵素體相似,但晶界較為平直,且常有孿晶存在.3,滲碳體滲碳體是鐵和碳形成的具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的金屬化合物,用化學(xué)分子式"Fe3C"表示.它的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)Wc=6.69%,熔點(diǎn)為1227℃,質(zhì)硬而脆,耐腐蝕.用4%硝酸酒精溶液浸蝕后,在顯微鏡下呈白色,如果用4%苦味酸溶液浸蝕,滲碳體呈暗黑色.滲碳體是鋼中的強(qiáng)化相,根據(jù)生成條件不同滲碳體有條狀,網(wǎng)狀,片狀,粒狀等形態(tài),它們的大小,數(shù)量,分布對(duì)鐵碳合金性能有很大影響.總結(jié):在鐵碳合金中一共有三個(gè)相,即鐵素體,奧氏體和滲碳體.但奧氏體一般僅存在于高溫下,所以室溫下所有的鐵碳合金中只有兩個(gè)相,就是鐵素體和滲碳體.由于鐵素體中的含碳量非常少,所以可以認(rèn)為鐵碳合金中的碳絕大部分存在于滲碳體中.這一點(diǎn)是十分重要的.鐵和碳可以形成一系列化合物,如Fe3C,Fe2C,FeC等,有實(shí)用意義并被深入研究的只是Fe-Fe3C部分,通常稱其為Fe-Fe3C相圖,此時(shí)相圖的組元為Fe和Fe3C.由于實(shí)際使用的鐵碳合金其含碳量多在5%以下,因此成分軸從0~6.69%.所謂的鐵碳合金相圖實(shí)際上就是Fe—Fe3C相圖.2相圖分析編輯本段"編輯Fe—Fe3C相圖看起來比較復(fù)雜,但它仍然是由一些基本相圖組成的,我們可以將Fe—Fe3C相圖分成上下兩個(gè)部分來分析.共晶轉(zhuǎn)變?cè)?148℃,4.3%C的液相發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變:Lc(AE+Fe3C),轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物稱為萊氏體,用符號(hào)Ld表示.存在于1148℃~727℃之間的萊氏體稱為高溫萊氏體,用符號(hào)Ld表示,組織由奧氏體和滲碳體組成;存在于727℃以下的萊氏體稱為變態(tài)萊氏體或稱低溫萊氏體,用符號(hào)Ldˊ表示,組織由滲碳體和珠光體組成.低溫萊氏體是由珠光體,Fe3CⅡ和共晶Fe3C組成的機(jī)械混合物.經(jīng)4%硝酸酒精溶液浸蝕后在顯微鏡下觀察,其中珠光體呈黑色顆粒狀或短棒狀分布在Fe3C基體上,Fe3CⅡ和共晶Fe3C交織在一起,一般無法分辨.共析轉(zhuǎn)變?cè)?27℃,0.77%的奧氏體發(fā)生共析轉(zhuǎn)變:AS(F+Fe3C),轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物稱為珠光體.共析轉(zhuǎn)變與共晶轉(zhuǎn)變的區(qū)別是轉(zhuǎn)變物是固體而非液體.特征點(diǎn)相圖中應(yīng)該掌握的特征點(diǎn)有:A,D,E,C,G(A3點(diǎn)),S(A1點(diǎn)),它們的含義一定要搞清楚.根據(jù)相圖分析如下點(diǎn)：相圖中重要的點(diǎn)(14個(gè))：1.組元的熔點(diǎn):A(0,1538)鐵的熔點(diǎn);D(6.69,1227)Fe3C的熔點(diǎn)2.同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點(diǎn):N(0,1394)δ-Feγ-Fe;G(0,912)γ-Feα-Fe相圖3.碳在鐵中最大溶解度點(diǎn):P(0.0218,727),碳在α-Fe中的最大溶解度E(2.11,1148),碳在γ-Fe中的最大溶解度H(0.09,1495),碳在δ-Fe中的最大溶解度Q(0.0008,RT),室溫下碳在α-Fe中的溶解度三相共存點(diǎn):S(共析點(diǎn),0.77,727),(A+F+Fe3C)C(共晶點(diǎn),4.3,1148),(A+L+Fe3C)J(包晶點(diǎn),0.17,1495)(δ+A+L)其它點(diǎn)B(0.53,1495),發(fā)生包晶反應(yīng)時(shí)液相的成分F(6.69,1148),滲碳體K(6.69,727),滲碳體特性線相圖中的一些線應(yīng)該掌握的線有:ECF線,PSK線(A1線),GS線(A3線),ES線(ACM線)水平線ECF為共晶反應(yīng)線.碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2.11%～6.69%之間的鐵碳合金,在平衡結(jié)晶過程中均發(fā)生共晶反應(yīng).水平線PSK為共析反應(yīng)線碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0218%～6.69%的鐵碳合金,在平衡結(jié)晶過程中均發(fā)生共析反應(yīng).PSK線亦稱A1線.GS線是合金冷卻時(shí)自A中開始析出F的臨界溫度線,通常稱A3線.ES線是碳在A中的固溶線,通常叫做Acm線.由于在1148℃時(shí)A中溶碳量最大可達(dá)2.11%,而在727℃時(shí)僅為0.77%,因此碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.77%的鐵碳合金自1148℃冷至727℃的過程中,將從A中析出Fe3C.析出的滲碳體稱為二次滲碳體(Fe3CII).Acm線亦為從A中開始析出Fe3CII的臨界溫度線.PQ線是碳在F中固溶線.在727℃時(shí)F中溶碳量最大可達(dá)0.0218%,室溫時(shí)僅為0.0008%,因此碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.0008%的鐵碳合金自727℃冷至室溫的過程中,將從F中析出Fe3C.析出的滲碳體稱為三次滲碳體(Fe3CIII).PQ線亦為從F中開始析出Fe3CIII的臨界溫度線.Fe3CIII數(shù)量極少,往往予以忽略.相圖相區(qū)1.單相區(qū)(4個(gè)+1個(gè)):L,δ,A,F,(+Fe3C)2.兩相區(qū)(7個(gè)):L+δ,L+Fe3C,L+A,δ+A,A+F,A+Fe3C,F+Fe3C.3碳量影響編輯本段"編輯1．含碳量對(duì)鐵碳合金平衡組織的影響按杠桿定律計(jì)算，可總結(jié)出含碳量與鐵碳合金室溫時(shí)的組織組成物和相組成物間的定量關(guān)系2．含碳量對(duì)機(jī)械性能的影響滲碳體含量越多，分布越均勻，材料的硬度和強(qiáng)度越高，塑性和韌性越低；但當(dāng)滲碳體分布在晶界或作為基體存在時(shí)，則材料的塑性和韌性大為下降，且強(qiáng)度也隨之降低。3．含碳量對(duì)工藝性能的影響對(duì)切削加工性來說，一般認(rèn)為中碳鋼的塑性比較適中，硬度在HB200左右，切削加工性能最好。含碳量過高或過低，都會(huì)降低其切削加工性能。對(duì)可鍛性而言，低碳鋼比高碳鋼好。由于鋼加熱呈單相奧氏體狀態(tài)時(shí)，塑性好、強(qiáng)度低，便于塑性變形，所以一般鍛造都是在奧氏體狀態(tài)下進(jìn)行。鍛造時(shí)必須根據(jù)鐵碳相圖確定合適的溫度，始軋和始鍛溫度不能過高，以免產(chǎn)生過燒；始軋和溫度也不能過低，以免產(chǎn)生裂紋。對(duì)鑄造性來說，鑄鐵的流動(dòng)性比鋼好，易于鑄造，特別是靠近共晶成分的鑄鐵，其結(jié)晶溫度低，流動(dòng)性也好，更具有良好的鑄造性能。從相圖的角度來講，凝固溫度區(qū)間越大，越容易形成分散縮孔和偏析，鑄造性能越差。一般而言，含碳量越低，鋼的焊接性能越好，所以低碳鋼比高碳鋼更容易焊接。4晶界晶界是結(jié)構(gòu)相同而取向不同晶粒之間的界面。在晶界面上，原子排列從一個(gè)取向過渡到另一個(gè)取向，故晶界處原子排列處于過渡狀態(tài)。晶粒與晶粒之間的接觸界面叫做晶界。無機(jī)非金屬材料是由微細(xì)粉料燒結(jié)而成的。在燒結(jié)時(shí)，眾多的的微細(xì)顆粒形成大量的結(jié)晶中心。當(dāng)它們發(fā)育成晶粒并逐漸長(zhǎng)大到相遇時(shí)就形成晶界。晶界上原子排列較晶粒內(nèi)疏松，因而晶界易受腐蝕（熱侵蝕、化學(xué)腐蝕）后，很易顯露出來；由于晶界上結(jié)構(gòu)疏松，在多晶體中，晶界是原子（離子）快速擴(kuò)散的通道，并容易引起雜質(zhì)原子（離子）偏聚，同時(shí)也使晶界處熔點(diǎn)低于晶粒；晶界上原子排列混亂，存在著許多空位、位錯(cuò)和鍵變形等缺陷，使之處于應(yīng)力畸變狀態(tài)。5位錯(cuò)位錯(cuò)又可稱為差排（英語：dislocation），在材料科學(xué)中，指晶體材料的一種內(nèi)部微觀缺陷，即原子的局部不規(guī)則排列（晶體學(xué)缺陷）。從幾何角度看，位錯(cuò)屬于一種線缺陷，可視為晶體中已滑移部分與未滑移部分的分界線，其存在對(duì)材料的物理性能，尤其是力學(xué)性能，具有極大的影響。“位錯(cuò)”這一概念最早由意大利數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家維托·伏爾特拉（VitoVolterra）于1905年提出。魏氏體鐵素體魏氏體鐵素體：WidmanstättenFerrite在鋼的過冷轉(zhuǎn)變中還存在一種常見的組織即魏氏體鐵素體，其在較低的過冷度下形成。由于鐵素體板條快速向原奧氏體晶粒內(nèi)部生長(zhǎng)且在某一方向上速度特別大，因而其在形態(tài)上是平行的尖角狀，并且在鐵素體板條間可以有殘留奧氏體、馬氏體和珠光體相。一般認(rèn)為，一次魏氏體鐵素體直接從原奧氏體晶界伸入奧氏體晶粒內(nèi)；二次魏氏體鐵素體在晶界鐵素體上形成。一次板條魏氏體鐵素體也可直接在晶內(nèi)夾雜物處形成。二次板條魏氏體鐵素體也可在已經(jīng)形成的晶內(nèi)鐵素體上形成。貝氏體奧氏體鋼等溫淬火后的產(chǎn)物。是將鋼件奧氏體化，使之快冷到貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間（260～400℃）等溫保持，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w。貝氏體具有較高的強(qiáng)韌性配合。在硬度相同的情況下貝氏體組織的耐磨性明顯優(yōu)于馬氏體，可以達(dá)到馬氏體的1~3倍。貝氏體（bainite）又稱貝茵體。鋼中相形態(tài)之一。鋼過冷奧氏體的中溫(Ms～550℃)轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，α-Fe和Fe3C的復(fù)相組織。用符號(hào)B表示。貝氏體轉(zhuǎn)變溫度介于珠光體轉(zhuǎn)變與馬氏體轉(zhuǎn)變之間。在貝氏體轉(zhuǎn)變溫度偏高區(qū)域轉(zhuǎn)變產(chǎn)物叫上貝氏體(upbai-nite)（350℃～550℃），其外觀形貌似羽毛狀，也稱羽毛狀貝氏體。沖擊韌性較差，生產(chǎn)上應(yīng)力求避免。在貝氏體轉(zhuǎn)變溫度下端偏低溫度區(qū)域轉(zhuǎn)變產(chǎn)物叫下貝氏體（Ms～350℃）。其沖擊韌性較好。為提高韌性，生產(chǎn)上應(yīng)通過熱處理控制獲得下貝氏體。上貝氏體由許多從奧氏體晶界向晶內(nèi)平行生長(zhǎng)的條狀鐵素體和在相鄰鐵素體條間存在的斷續(xù)的，短桿狀的滲碳體組成。下貝氏體由含碳過飽和的片狀鐵素體和其內(nèi)部析出的微細(xì)的碳化物組成。6淬火鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3（亞共析鋼）或Ac1（過共析鋼）以上溫度，保溫一段時(shí)間，使之全部或部分奧氏體化，然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等溫）進(jìn)行馬氏體（或貝氏體）轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。通常也將鋁合金、銅合金、鈦合金、鋼化玻璃等材料的固溶處理或帶有快速冷卻過程的熱處理工藝稱為淬火。包括加熱、保溫、冷卻3個(gè)階段。淬火的目的是使過冷奧氏體進(jìn)行馬氏體或貝氏體轉(zhuǎn)變，得到馬氏體或貝氏體組織，然后配合以不同溫度的回火，以大幅提高鋼的剛性、硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等，從而滿足各種機(jī)械零件和工具的不同使用要求。也可以通過淬火滿足某些特種鋼材的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學(xué)性能。7退火將工件加熱到適當(dāng)溫度，根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時(shí)間，然后進(jìn)行緩慢冷卻(冷卻速度最慢),目的是使金屬內(nèi)部組織達(dá)到或接近平衡狀態(tài)，獲得良好的工藝性能和使用性能,或者為進(jìn)一步淬火作組織準(zhǔn)備.8正火將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細(xì)，常用于改善材料的切削性能，也有時(shí)用于對(duì)一些要求不高的零件作為最終熱處理。9回火為了降低鋼件的脆性，將淬火后的鋼件在高于室溫而低于710℃的某一適當(dāng)溫度進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的保溫，再進(jìn)行冷卻，這種工藝稱為回火。淬火工件加熱奧氏體化后以適當(dāng)方式冷卻獲得馬氏體或貝氏體組織的熱處理工藝。最常見的有水冷淬火、油冷淬火、空冷淬火等。退火、正火、淬火[1]

、回火是整體熱處理中的“四把火”，其中的淬火與回火關(guān)系密切，常常配合使用，缺一不可。氣冷淬火專指在真空中加熱和在高速循環(huán)的負(fù)壓、常壓或高壓的中性和惰性氣體中進(jìn)行的淬火冷卻。

表面