第五章--钢的热处理.ppt

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1、第五章钢的热处理第五章钢的热处理热处理：通过对钢件加热、保温和冷却的操作方法，来改善其内部组织结构，以获得所需要性能的一种加工工艺。Tt随炉冷却空冷油冷加热保温（１）钢筋绕成弹簧状；（２）加热钢筋至红热，急剧冷却；（３）将（２）钢筋再次加热（温度相对低）冷却。弹簧热处理过程为什么弹簧状钢筋加热到红热急冷后变得又硬又脆？为什么再次加热和冷却后变得刚柔相济，成为真正的弹簧？常见热处理工艺普通热处理表面热处理退火淬火（Zhan通蘸）正火回火表面淬火化学热处理实际生产中的临界点§5.1钢在加热时的转变§5.2钢在冷却时的转变§5.3钢的退火和正火§5.4钢的淬火§5.5钢的回火§5

2、.6钢的表面淬火§5.7钢的化学热处理第五章钢的热处理§5.1钢在加热时的转变§5.1钢在加热时的转变一、奥氏体的形成过程共析钢的奥氏体形成过程：奥氏体的形核奥氏体晶核的长大残余渗碳体的溶解奥氏体成分的均匀化晶体结构的改变：bcc→fccFe、C原子的扩散亚共析钢的A化：P→A后，先共析F溶解过共析钢的A化：P→A后，Fe3CⅡ溶解§5.1钢在加热时的转变二.、影响奥氏体形成速度的因素奥氏体形成速度与加热温度、加热速度、钢的成分以及原始组织等有关。加热温度越高，奥氏体形成速度越快加热速度越快，奥氏体形成速度越快含碳量增加，利于奥氏体加速形成合金元素显著影响奥氏体的形成速度组

3、织（珠光体）越细，奥氏体形成速度越快钴、镍等↑；铬、钼、钒等↓；硅、铝、锰等－。§5.1钢在加热时的转变三、奥氏体晶粒大小及其影响因素1.奥氏体晶粒度：起始晶粒度实际晶粒度本质晶粒度奥氏体形成刚结束，奥氏体晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小奥氏体在具体加热条件下所获得奥氏体晶粒的大小特定条件下钢的奥氏体晶粒长大的倾向性，并不代表具体的晶粒大小特定条件930±10℃，保温8h倾向性本质粗晶粒钢（Mn，Si）本质细晶粒钢（Al）§5.1钢在加热时的转变温度越高，保温时间越长，奥氏体晶粒长大越明显晶界上存在未溶的碳化物时，会对晶粒长大起阻碍作用，使奥氏体晶粒长大倾向减小合金元素，也

4、影响奥氏体晶粒长大，除锰、磷外几乎所有合金元素都阻碍奥氏体晶粒长大2.影响奥氏体晶粒长大的因素§5.1钢在加热时的转变返回§5.2钢在冷却时的转变§5.2钢在冷却时的转变1.奥氏体是不是降温到临界温度以下就立即发生转变呢？2.不同的冷却速度是否也得到同一种的组织呢？§5.2钢在冷却时的转变过冷奥氏体：在临界点以下存在的不稳定的且将要发生转变的奥氏体，称为过冷奥氏体。临界点以下不稳定将要发生转变冷却方式：等温冷却方式和连续冷却方式。转变产物组织性能均匀，研究领域应用广等温冷却方式连续冷却方式转变产物为粗细不匀甚至类型不同的混合组织，实际生产中广泛采用高温转变：A1~550℃过

5、冷A→P型组织中温转变：550℃~MS过冷A→贝氏体低温转变：MS~Mf过冷A→马氏体(M)一、共析钢过冷奥氏体等温转变曲线TmTt转变开始线转变终了线C曲线：形状似CTTT曲线：Time，Temperature、Transformation§5.2钢在冷却时的转变孕育期：过冷奥氏体等温转变开始所经历的时间，反映了过冷奥氏体的稳定性§5.2钢在冷却时的转变二、过冷奥氏体转变及其产物的组织形态与性能1.珠光体转变和珠光体的组织形态与性能根据过冷奥氏体转变温度的不同，共析成分碳钢的转变产物可分为珠光体（A1～550℃）、贝氏体（550℃～MS）和马氏体（MS～Mf）三种。过冷奥

6、氏体向珠光体转变，是通过形核和长大的过程来完成的；珠光体转变是一个扩散型转变（Fe、C原子都进行扩散）；一般情况下，珠光体为片状铁素体和片状渗碳体相间分布的层状组织，称为片状珠光体；§5.2钢在冷却时的转变F渗碳体片间距：相邻两片渗碳体中心之间的距离按照片间距的大小，可将片状珠光体分为珠光体P，索氏体S和托氏体T（屈氏体），片间距P﹥S﹥T；珠光体P3800×索氏体S8000×屈氏体T8000×随着转变温度的降低，片间距减小，强硬度提高，塑韧性也有改善§5.2钢在冷却时的转变相同成分条件下，粒状珠光体的强硬度较低，塑韧性较好片状珠光体粒状珠光体§5.2钢在冷却时的转变2.马

7、氏体转变和马氏体的组织形态与性能马氏体转变是指钢从奥氏体状态快速冷却，来不及发生扩散分解而产生的无扩散型的相变，转变产物称为马氏体。马氏体转变的无扩散性，转变温度低，通过切变和原子的微小调整来实现结构的转变；马氏体转变的瞬时性，转变速度很快；马氏体转变的不彻底性，存在残余奥氏体，对材料的稳定性有很大影响马氏体转变具有很大的体积效应，造成较大的内应力马氏体是C在a-Fe中过饱和间隙固溶体，具有一定的正方度1)马氏体转变特征§5.2钢在冷却时的转变2)马氏体的组织形态C%<0.25%时，为板条M（低碳M，位错M）；C%