依据原子在物质内部的摆放办法不同，可将物质分为晶体和非晶体两大类。凡内部原子呈规矩摆放的物质称为晶体。一切固态金属都是晶体。

  电子显微镜观察到晶体内部原子各种规矩摆放，称为金属的晶体结构。晶体内部原子的摆放办法称为晶体结构。

  什么是晶格？晶格：用设想的直线将原子中心连接起来所构成的三维空间格架。直线的交点（原子中心）称结点。晶胞：能够完整地反映晶格特征的最小几许单元。

  体心立方：Cr铬、W钨、V钒、Cb铌、Ta钽、Mo钼、钢铁（α-Fe、δ-Fe）。

  面心立方晶胞中的原子数为1/8x8+1/2x6=4个，致密度为0.74。

  面心立方：Al铝、Cu铜、Au金、Pb铅、Ni镍、Pt铂、Ag银、钢铁（γ-Fe）。

  冲击韧度是指资料在外加冲击载荷效果下开裂时消耗能量巨细的特性。体心立方晶格的冲击耐性值会急剧下降，具有脆韧改动温度。

  实践使用的金属是由许多晶粒组成的，又名多晶体。每一晶粒相当于一个单晶体，晶粒内的原子的摆放是相同的，但不同晶粒的原子摆放的位向是不同的。晶粒之间的界面称为晶界。

  高温的液态金属冷却改动为固态金属的进程，是一个结晶进程态，即原子由不规矩态（液态）过渡到规矩状况（固态）的进程。结晶进程总是从晶核开端，晶核一般是依附于液态金属中固态微粒杂质而构成，液体中原子不断向晶核集合，使晶核长大；一起液体中又不断发生新的晶粒，并不断长大，直至一切的晶粒长大到互触摸，结晶即告完毕。

  实践晶体的原子摆放并非白璧无瑕，因为种种原因使晶体的许多部位的原子摆放遭到破

  点缺陷（空位、空隙原子、置换原子）破坏了原子的平衡状况，引起周围晶格发生曲，称晶格畸变。其成果使金属屈服点、抗拉强度增高，塑性、耐性下降。

  位错，晶格中一部分晶体相关于另一部分晶体发生部分滑移，滑移面上滑移区与未滑移区的交界限称作位错。位错的存在则使金属简单塑性变形，强度下降。

  一般把钢和铸铁统称为铁碳合金。铁碳合金是由95％以上铁和0.05％～4％碳及1％左右杂质元素所组成合金。

  合金相图是什么？铁碳合金相图又称铁碳相图或铁碳合金平衡图，是通过试验办法建立起来的，表明铁碳合金在不同成分和温度下的安排、功能以及他们之间相互关系的图形。横、纵坐标代表什么？横坐标：碳的百分含量（0～6.69%），纵坐标：温度，多条分界限把相图分红多个区域，每个区域均对应着某一种安排。铁碳合金相图中有那些要害点和要害线？P点：纯铁与钢的分界点（0.0218%碳含量）S点：共析线%碳含量）E点：钢与生铁的分界点（2.11%含碳量）C点：共晶点（4.3%含碳量）ACD：液相线、AECF：固相线线、ES：ACM线℃）、PSK：共析线℃）。

  显微安排：F+Fe3CⅢ，铁素体（F）是呈亮白色的等轴状晶纯铁的基体安排，首要为白色。铁素体，晶粒均匀散布（6级），图中黑色细条为晶界腐蚀线。

  碳在δ-Fe（1390～1535℃之间）中的固溶体，称δ-铁素体，用δ表明。

  α铁和δ铁，都是体心立方晶格（有冷脆性的）。铁素体溶碳量极差，在727℃时为0.02%；室温时为0.0008%，简直为零。金相安排为亮堂的多边形晶粒。其强度和硬度高，具有杰出的塑性和耐性，在770℃以下它具有铁磁性，超越770℃则损失铁磁性。晶粒度：常见1～8级。8级细微而均匀、归纳力学功能好。

  碳熔于γ-Fe中（910~1390℃）的所构成的固溶体。γ-铁是面心立方晶格。用A表明。

  奥氏体溶碳才能比铁素体大，1148℃时达2.11%，在727℃时为0.77%。奥氏体与铁素体比较，塑性很高，硬度和屈服点较低。在铁碳合金系中，仅存在于727℃以上的高温范内，不具有铁磁性，因而，在轧制、铸造经常加热到奥氏体状况，以进步其塑性。奥氏体安排为不规矩多面体晶粒，晶界较铁素体平直。

  铁和碳的金属化合物，具有杂乱的晶格结构。渗碳体的熔化温度为1600℃，碳含量为6.67％，渗碳体的硬度很高，脆性极大，而塑性和耐性简直为零。渗碳体在低温下弱磁性，高于217℃磁性消失。

  铁碳合金含碳量小于2％时，其安排是在铁素体中散布着渗碳体，是碳素钢。含碳量大2％时，部分碳以石墨办法存在，称铸铁。抗拉强度和塑性都比碳钢低。但铸铁具有必定消震才能。因为碳在α-Fe中的溶解度很小，因而常温下碳大部分以渗碳体Fe3C的办法存在。

  钢的基本安排除了奥氏体、铁素体、渗碳体基底细组成的单相安排外，还有由两种基底细组成多相安排，即珠光体、莱氏体。

  珠光体是铁素体与渗碳体以片层相间摆放而成机械混合物。片层距离和片层厚度首要取决于奥氏体分化时的过冷度，据片层厚薄分：粗珠光体P、索氏体S、屈氏体T。

  在缓慢冷却的条件下，含碳量为0.77%的铁碳合金只发生共析反响，其安排是100%珠光体，称为共析钢。

  莱氏体是奥氏体与渗碳体的混合物，莱氏体是一种高温安排，在高于1148℃时存在，4.3%C。

  低碳钢是亚共析钢，其正常安排是铁素体F＋珠光体P。碳含量越低，安排中铁素体F的含量就越多，资料的塑性和耐性就越好，但强度和硬度就随之下降。

  强度：当C0.9％时，跟着C添加，不断进步；当C0.9％时，因为渗碳体在晶界呈网状散布，使钢的强度下降。

  热处理进程：热处理进程首要是由加热、保温（时刻）、冷却三个阶段构成的，温度和时刻是影响热处理的首要要素，因而热处理进程都能够用温度－时刻曲线来表述。

  钢的冷却是热处理的要害工序，成分相同的钢经加热取得奥氏体安排后，以不同的速度冷却时，将取得不同的力学功能。

  加热时，高于合金相图临界温度才发生相变的现象。如图所示Ac3、Ac1、Acm为加热时钢的临界温。

  实践出产中钢的热处理的冷却总是在必定速度条件下进行的，即存在过冷现象，冷却时理论临界点与实践临界点温度的差值为过冷度。关于同一金属，冷却速度越快，成分过冷度也越大。

  常温安排系F+P，加热温度超越AC1，珠光体P向奥氏体A的改动，持续加热，剩下铁素体F向奥氏体A溶解，直至安排为单一奥氏体A。

  冷却的意图，是使高温下的奥氏体A安排跟着温度的下降发生分化，当缓慢冷却时，A转化为F+P；但实践冷却不是一个缓慢的进程，存在着必定的过冷度，那么跟着冷却速度的不同，奥氏体分化的产品的形状、分散度及功能都将发生不同的改动。

  研讨奥氏体改动进程的冷却办法有两种：接连冷却（与实践附近）和等温冷却（奥氏体改动易于丈量）。

  这个冷却进程中，愈加挨近工业出产实践状况，冷却办法一般为空冷或水冷等快速冷却办法，如正火、淬火。

  实践出产中，过冷奥氏体的改动大多是在接连冷却进程中进行的，在接连冷却进程中，只需过冷度与等温改动相对应，则所得到的安排与功能也是对应的。

  这个冷却进程中，因为存在保温进程，占用设备且消耗时刻，不利于接连出产，因而常用于保温温度较高的退火，以及热处理理论剖析。

  将温度在727℃以上，安排为均匀奥氏体的钢试样，急冷至727℃以下的某一温度，然后坚持这一温度不变，通过一段时刻，奥氏体开端改动，再通过一段时刻，奥氏体改动束，整个改动进程的时刻改动规模能够从几秒至几昼夜。将不同温度下奥氏体改动开端和完毕的时刻绘制成曲线，即得到奥氏体等温改动曲线，因为曲线形状像字母C，所以又称C曲线。

  补白：Ⅰ：珠光体（P）Ⅱ:西珠光体（S）Ⅲ:极西珠光体（T）Ⅳ：上贝氏体（B上）Ⅴ：下贝式体（B下）Ⅵ：马氏体（M）实践出产中简直不可能得到100%的某一种安排，一般是各种安排的混合形状。影响C曲线的要素？碳的影响：在正常加热条件下，亚共析碳钢的C曲线随含碳量的添加而左移（亚共析钢在过冷奥氏体冷却时发生共析分化，改动为珠光体类型安排之前就开端析出铁素体新相）；过共析碳钢的C曲线随含碳量的添加而右移。合金元素的影响：除了钴以外，一切合金元素溶入奥氏体后，都增大其安稳性，使C曲线右移。碳化物构成元素含量较多时，C曲线的形状也发生改动。加热温度和保温时刻的影响：跟着加热温度的进步和保温时刻的延伸，奥氏体的成份愈加均匀，作为奥氏体改动的晶核数量削减，一起奥氏体晶粒长大，晶界面积削减，这些都不利于过冷奥氏体的改动，进步过冷奥氏体的安稳性，使C曲线右移。

  将钢试件加热到恰当的温度，保温必定的时刻后缓慢冷却，以取得接衡状况安排的热处理工艺，称为退火。依据资料化学成分和热处理的意图的不同。退火又可分为彻底退火、不彻底退火、消除应力退火以及等温退火、球化退火等。

  彻底退火又称重结晶退火，其办法是将工件加热到Ac3以上30～50℃，保温后在炉内缓慢冷却。

  消除应力退火（PWHT）是将工件加热到AC1以下100～200℃，保温后缓慢冷却使工件发生塑性变形或蠕变变形带来的应力松懈的办法。

  其意图是消除焊接、冷变形加工、铸造、铸造等加工办法所发生的内应力，一起还能使焊缝的氢较彻底地分散，进步焊缝的抗裂性和耐性，此外改进焊缝及热影响区。

  正火是将工件加热到Ac3或Acm以上30～50℃，坚持必定时刻后在空气中冷却的热处理工艺。

  与退火不同的是，正火的冷却速度较快，过冷度较大，易使安排中珠光体量增多，且珠光体片层厚度减小，所以正火后的钢强度、硬度、耐性都比退火的钢高。

  超声波检测一些晶粒粗大的锻件，会因为锻件呈现声能衰减，可通过正火处理，使状况得到改进。

  淬火是将钢加热到临界温度以上（一般状况是：亚共析钢为Ac3以上30～50℃；过共析钢为Ac1以上30～50℃），通过恰当的保温后快冷，使奥氏体改动为马氏体的进程。

  意图是通过淬火取得马氏体安排，以进步资料硬度和强度，这关于轴承、模具等工件是有利的，但锅炉压力容器资料和焊缝的安排中不期望呈现马氏体。

  火焰加热表面淬火、感应加热表面淬火使零件表面层比心部具有更高的强度、硬度、耐而心部则具有必定的耐性。如轴承滚子、轴等

  回火是将通过淬火的钢加热到Ac1以下的恰当温度，坚持必定时刻，然后用符合要求的办法冷却（一般是空冷），以取得所需安排和功能的工艺。

  回火的意图是下降资料的内应力，进步耐性。通过调整回火温度，能够取得不同的度、强度和耐性，以满意所要求的力学功能。此外回火还能够安稳工件的尺度，改进加工功能。

  150℃～250℃低温回火。得到的回火马氏体有较高的硬度和耐磨性。首要用于高碳钢制成的东西、量具、滚珠轴承等低温回火处理。

  300℃～450℃中温回火。得到的回火屈氏体有必定的弹性和耐性，并有较高硬度。首要用于模具、绷簧等中温回火处理。

  500℃～680℃高温回火。得到的回火索氏体具有必定的强度，又有较高的塑性和耐性。淬火加高温回火的热处理又称为“调质处理”。许多机械零件如齿轮、曲轴等均需通过调质处理，一些承压类特种设备用的低合金高强度钢板也有选用调质处理的。

  把奥氏体不锈钢加热到1050～1100℃（此温度下碳能在奥氏体中固溶），保温必定间（约每25mm厚度不小于1小时），然后快速冷却至427℃以下（要求从925℃至538℃冷却时刻小于3分钟），以取得均匀的奥氏体安排，这种办法称为固溶处理的铬镍奥氏体不锈钢，其强度和硬度较低而耐性较好，并具有很高的耐腐蚀性和杰出的高温功能。

  关于含有钛或铌的铬镍奥氐体不锈钢，为避免晶间腐蚀，有必要使钢中的碳悉数固定在碳化钛或碳化铌中，以此为意图的热处理称为安稳化处理。安稳化处理的工艺是：将工件加热到850～900℃，保温6小时，在空气中冷却或缓冷。