钢的热处理工艺课件.ppt

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1、第三节掌握钢的热处理工艺改善钢的性能，主要有两条途径：一是合金化二是热处理历史三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意了油和尿的冷却能力。中国出土的西汉(公元前206～公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15～0.4%，而表面含碳量却达0.6%以上，说明已应用了渗碳工艺。但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。1863年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金

2、相组织，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢中高温时的相在急冷时可转变为一种较硬的相。法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论，以及英国人奥斯汀最早制定的铁碳相图，为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。讨论：古代的兵器为什么要放在水中冷却？打铁铁匠为什么都配有一个水桶？在机床制造中约60-70%的零件要经过热处理。在汽车、拖拉机制造业中需热处理的零件达70-80%。热处理是一种重要的加工工艺，在制造业被广泛应用.模具、滚动轴承100%需经过热处理。总之，重要零件都需适当热处理后才能使用。1.

3、钢热处理的概念、目的和过程热处理:将固态的钢在不同的加热、保温和冷却的处理下，以改变其组织，从而获得所需性能的一种工艺。热处理的目的：通过改变组织达到改变性能的目的。热处理的过程：任何一种热处理都要经过加热，保温，冷却三个过程，因此，最高加热温度，保温时间，冷却速度就成为热处理工艺的三大要素。2、热处理特点:热处理区别于其他加工工艺如铸造、压力加工等的特点是只通过改变工件的组织来改变性能，而不改变其形状。铸造轧制3、热处理适用范围:只适用于固态下发生相变的材料，不发生固态相变的材料不能用热处理强

4、化。热处理的工艺过程包括加热、保温和冷却三个阶段，它可用温度一时间坐标图形来表示，称为热处理工艺曲线。加热到预定的温度（最高加热温度）在预定的温度下适当保温（保温时间），保温的时间与工件的尺寸和性能有关以预定的冷却速度冷却（冷却速度）。冷却速度取决于所需的组织和性能。钢在室温下的组织（即奥氏体化前的组织为平衡组织的情况）Fe－Fe3C平衡图（钢的部分)标明了钢的组织转变情况对于加热：非平衡条件下的相变温度高于平衡条件下的相变温度；对于冷却：非平衡条件下的相变温度低于平衡条件下的相变温度。这个温差

5、叫滞后度：加热转变→过热度冷却转变→过冷度加热与冷却速度越大，导致过热度与过冷度越大。此外，过热度与过冷度的增大会导致相变驱动力的增大，从而使相变容易发生。2.过热度与过冷度(加热时的临界点加注脚“C”字)(冷却时的实际转变温度加注脚“r”)Ac1Ac3AccmAr1Ar3Arcm平衡状态相变线：A1、A3、Acm加热实际相变线：Ac1、Ac3、Accm冷却实际相变线：Ar1、Ar3、Arcm3.钢的加热与冷却相变线实际相变温度与理论转变温度之间的关系4.共析钢加热转变（奥氏体形成）过程奥氏体形

6、核（在F/Fe3C相界面上形核）奥氏体晶核长大（F→A晶格重构，Fe3C溶解)残余Fe3C溶解奥氏体均匀化温度：室温→Ac1F+Fe3C→A结构：体心复杂面心含碳量：0.02186.690.775.亚共析钢和过共析钢加热（A形成）过程的转变珠光体的转变：其奥氏体的形成过程是先完成珠光体向奥氏体的转变，此转变过程同共析钢。亚共析钢和过共析钢与共析钢的区别是存在先析相。先析相的溶解：对于亚共析钢：平衡组织F+P，当加热到AC1以上温度时，P→A；在AC1～AC3的升温过程中，先析的F逐渐溶入A。即P

7、+F→A+F→A对于过共析钢：平衡组织Fe3CⅡ+P，当加热到AC1以上时，P→A；在AC1～ACCM的升温过程中，二次渗碳体逐步溶入奥氏体中。即P+Fe3CⅡ→A+Fe3CⅡ→A6.钢在冷却时的组织转变过冷奥氏体——高温时所形成的奥氏体冷却到A1点以下尚未发生转变的奥氏体。冷却方式：等温冷却和连续冷却。冷却方式不同、冷却速度不同，组织转变的产物不同、钢的性能也不同7.共析钢过冷奥氏体等温冷却转变共析钢奥氏体等温转变曲线A1线以上是奥氏体稳定存在区；转变开始线以左的区域是过冷奥氏体区；转变终了线

8、的右方是转变产物区；A1线以下两条曲线之间是转变过渡区，过冷奥氏体和转变产物同时存在；水平线Ms为马氏体转变开始温度线Mf为马氏体转变终了温度线Ms～Mf之间为马氏体转变温度区(1)珠光体型转变（高温转变）珠光体型组成：F和Fe3C片层的机械混合物转变温度范围与转变产物形态：A1~650℃：粗片珠光体P<20HRc650~600℃：索氏体S（细P）30HRc600~550℃：屈氏体T(极细P)40HRc珠光体性能：珠光体片越细HB↑，σb↑且δ↑，αk↑(2)贝氏体转变（中温转变）贝氏体组成：F