工程材料--钢热处理课件.ppt

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1、第七章钢的热处理概述1、小实验(弹簧的热处理)2、实验表明：同一成分的钢，经不同（热）处理，性能各不相同→说明其内部组织发生了不同的变化。3、热处理（HeatTreatment）定义时间温度热处理工艺示意图加热保温T冷却将材料在固态下经加热、保温、冷却，以改变材料的内部组织，从而获得所需要性能的加工工艺。4、热处理运用条件加热冷却过程中存在固态相变或固溶度的变化。5、热处理工艺的分类根据加热、冷却方式不同，钢的组织、性能变化特点不同，将热处理工艺分类如下：1）普通HT：退火、正火、淬火、回火2）表面HT：表面淬火、

2、化学HT3）其它HT：可控气氛HT、真空HT、形变HT第一节　钢在加热时的转变（一）加热目的一、转变温度获得细小、均匀的奥氏体940温度，℃00.20.40.60.81.01.21.4700660740780820900860C,%GSA1Ac1Ar1A3Ac3Ar3AcmAccmArcm（二）加热温度（T℃）转变温度T℃共析钢亚共析钢过共析钢平衡转变T℃A1A3Acm实际加热转变T℃Ac1Ac3Accm实际冷却转变T℃Ar1Ar3Arcm二、奥氏体的形成（一）共析钢的奥氏体化过程1、奥氏体的形核；2、奥氏体核心的

3、长大；3、残余渗碳体的溶解；4、奥氏体成分的均匀化；（二）非共析钢的奥氏体化过程F＋PF＋A过共析钢：Fe3CⅡ＋PFe3CⅡ＋A亚共析钢：AAAc1Ac3Ac1AcCm三、奥氏体的长大与晶粒度（一）奥氏体晶粒度奥氏体晶粒大小对转变产物晶粒大小的影响1、三种晶粒度：〔起始晶粒度〕：P体刚转成A体时的晶粒度〔实际晶粒度〕：实际加热条件下的晶粒度〔本质晶粒度〕：钢加热到930±10℃、保温8小时、冷却后测得的晶粒度2、本质粗晶粒钢与本质细晶粒钢的区别本质细晶粒和本质粗晶粒（二）影响奥氏体晶粒大小的因素1、加热温度和保温

4、时间2、加热速度加热T℃越高，保温时间越长A越粗大加热T℃一定，加热速度越快A越粗大3、钢成分的影响溶入A中，促进晶粒长大以碳化物存在于A中，抑制晶粒长大CAl、Ti、V、Zr、Nb等强烈阻碍A晶长大Cr、W、Mo一般阻碍A晶长大Mn、P促进A晶长大第二节钢在冷却时的转变有两种HT冷却方式：1）等温冷却，2）连续冷却12临界点温度时间保温加热热处理的两种冷却方式（示意图）1－等温冷却；2－连续冷却一、过冷奥氏体的等温转变【等温转变】将A体化后的钢快冷至A1以下的某个T℃进行等温,在等温期间A体所发生相与组织的转变。

5、（一）共析钢过冷A体的等温转变（TTT）曲线1、转变曲线的建立因其形状象“C”，故亦称作C曲线。2、转变曲线图的分析TtA1MsMfT1T2T3T4T5T6共析钢等温转变曲线的测定（示意图）DΔFVA1TV以上两方面综合作用结果就造成了转变曲线“C”的形状。热力学：ΔF=F新-F旧形核驱动力增加T℃降低ΔT增加动力学：扩散系数D降低T℃降低形核和长大深度降低1、含碳量C%影响亚共析钢多一条F体析出线；过共析钢多一条Cm体析出线。随着含C%亚共析钢“C”右移；过共析钢“C”左移；共析钢“C”曲线最右。（二）影响“C”

6、曲线的因素2、合金元素的影响a）对“C”曲线位置的影响：除Co、Al之外,溶入奥氏体的合金元素提高奥氏体的稳定性，使“C”曲线右移；没溶入奥氏体以碳化物形式存在，反而降低过冷奥氏体稳定性使“C”曲线左移。b）对“C”曲线形状的影响形成碳化物合元素铬、钼、钨、钒等当其含量较多时，还能使“C”曲线形状发生改变3、加热温度和保温时间的影响A体化温度↑保温时间↑A体稳定性↑使“C”曲线右移。二、过冷奥氏体转变产物及其性能根据“C”曲线将A体等温转变分为：过冷A体等温转变组织有三种类型：A1～鼻部：高温转变，形成珠光体（P）

7、类组织——P体转变；鼻部～Ms：中温转变，形成贝氏体（B）类组织——B体转变；Ms～Mf间：低温转变，形成马氏体（M）类组织——M体转变；（一）珠光体类组织与性能(A1~550℃)1、P体形态与转变特点转变特点：扩散型转变（即通过铁、碳原子的扩散发生相变）。转变产物：A1～650℃：粗PHRC15-25650～600℃：细P(索氏体S)HRC25-35600～550℃：极细P(屈氏体T)HRC35-402、P类组织性能：与Cm体片层间距有关转变T℃越低，组织中片层间距越小，Cm体弥散度越高，塑性变形抗力越大，强度、

8、硬度越高。珠光体P，3800×索氏体S8000×屈氏体T8000×（二）B体类组织与性能(550℃~Ms)1、贝氏体组织形态350℃~MS----针叶状----下贝氏体B下α过饱和＋　Fe2.4C（细小粒状）电镜下观察贝氏体的形态，将其分为：550~350℃----羽毛状-----上贝氏体B上α过饱和＋　Fe3C（短杆或小片状）上贝氏体B上是过饱和羽毛状铁素