钢热处理课件.ppt

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1、任务七钢的热处理教学内容1.热处理的原理2.热处理的工艺特点3.热处理方法学习要求1.掌握金属热处理的方法2.理解热处理对金属性能的影响3.了解金属材料的表面热处理能力要求初步具有选择热处理方法的能力课前案例分析冷却方法σb/Mpaσs/Mpaδ/%ψ/%HRC随炉冷却51927232.54915~18空气冷却657~70633315~1845~5018~24油中冷却88260818~204840~50水中冷却10787067812~1452~6045钢加热到840℃，在不同冷却条件下冷却后的力学性能1上述表格数据说明了什么2

2、什么是热处理？3热处理与金属组织和性能有什么关系4为达到使用要求，减速器的轴、齿轮应该采取何种热处理？钢的热处理概述钢在加热时的组织转变钢在冷却时的组织转变钢的普通热处理工艺钢的表面热处理工艺机械制造过程中的热处理第一节概述1.热处理的定义:时间温度临界温度热加保温冷却2.热处理的主要目的:改变钢的性能。3.热处理的应用范围:整个制造业。4.热处理的分类热处理普通热处理表面热处理退火;正火;淬火;回火;表面淬火化学热处理感应加热淬火火焰加热淬火渗碳;渗氮;碳氮共渗;第二节钢在加热时的组织转变转变温度奥氏体的形成奥氏体晶粒度及对

3、力学性能的影响一.转变温度奥氏体的形成FFe3C未溶Fe3CA残余Fe3CAAAA形核A长大残余Fe3C溶解A均匀化三.奥氏体晶粒度及对力学性能的影响一)奥氏体晶粒度:1.起始晶粒度:珠光体刚刚转变成奥氏体的晶粒大小。2.实际晶粒度:热处理后所获得的奥氏体晶粒的大小。3.本质晶粒度:度量钢本身晶粒在930℃以下,随温度升高,晶粒长大的程度。钢的本质晶粒度示意图二)奥氏体晶粒大小对钢的力学性能的影响1.奥氏体晶粒均匀细小,热处理后钢的力学性能提高。2.粗大的奥氏体晶粒在淬火时容易引起工件产生较大的变形甚至开裂。第三节钢在冷却时的

4、组织转变钢在热处理时的冷却方式过冷奥氏体的等温冷却转变过冷奥氏体的连续冷却转变一.钢在热处理时的冷却方式热加保温时间温度临界温度连续冷却等温冷却二.过冷奥氏体的等温冷却转变一)建立共析钢过冷奥氏体等温冷却转变曲线----TTT曲线(C曲线)T---timeT---temperatureT---transformation共析碳钢TTT曲线建立过程示意图时间(s)3001021031041010800-100100200500600700温度(℃)0400A1二)共析碳钢TTT曲线的分析稳定的奥氏体区过冷奥氏体区A向产物转变开始

5、线A向产物转变终止线A+产物区产物区A1～550℃;高温转变区;扩散型转变;P转变区。550～230℃;中温转变区;半扩散型转变;贝氏体(B)转变区;230～-50℃;低温转变区;非扩散型转变;马氏体(M)转变区。时间(s)3001021031041010800-100100200500600700温度(℃)0400A1MsMf三)转变产物的组织与性能1.珠光体型(P)转变(A1～550℃):A1～650℃:P;5～25HRC;片间距为0.6～0.7μm(500×)。650～600℃:细片状P---索氏体(S);片间距为0.2

6、～0.4μm(1000×);25～36HRC。600～550℃:极细片状P---屈氏体(T);片间距为＜0.2μm(电镜);35～40HRC。珠光体形貌像光镜下形貌电镜下形貌光镜形貌电镜形貌索氏体形貌像（录像）屈氏体形貌像电镜形貌光镜形貌三)转变产物的组织与性能2.贝氏体型(B)转变(550～230℃):550～350℃:B上;40～45HRC;B上=过饱和碳α-Fe条状+Fe3C细条状过饱和碳α-Fe条状Fe3C细条状羽毛状上贝氏体组织金相图(录像）三)转变产物的组织与性能2.贝氏体型(B)转变(550～230℃):350～

7、230℃:B下;50～60HRC;B下=过饱和碳α-Fe针叶状+Fe3C细片状过饱和碳α-Fe针叶状Fe3C细片状针叶状下贝氏体组织金相图（录像）三)转变产物的组织与性能3.马氏体型(M)转变(230～-50℃):1)定义:马氏体是一种碳在α–Fe中的过饱和固溶体。2)转变特点:在一个温度范围内连续冷却完成;转变速度极快,即瞬间形核与长大;无扩散转变(Fe、C原子均不扩散),M与原A的成分相同,造成晶格畸变。转变不完全性,QM=f(T)奥氏体含碳量对马氏体转变温度的影响6007005003004002001000-100-20

8、00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.00温度℃Wc100MsMf90805070406020301000.60.90.80.71.00.51.11.21.31.41.51.61.7Wc100残余奥氏体量(%)奥氏体含碳量对残余奥氏体数量的影响3)马