6第六章 钢的热处理【荐】.ppt

机械工程材料 第六章 钢的热处理 第六章 钢的热处理 ( Heat Treatment of Steel ) 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 概述 第一节 钢在加热时的转变 转变温度 奥氏体的形成 奥氏体晶粒度及对力学性能的影响 转变温度( transformation temperature ) 二. 奥氏体晶粒的长大及控制 钢的本质晶粒度示意图 2. 影响奥氏体晶粒度的因素 3. 奥氏体晶粒大小对钢的 力学性能的影响 第二节 钢在冷却时的组织转变 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 钢在热处理时的冷却方式 一. 过冷奥氏体的等温冷却转变 共析碳钢 TTT 曲线建立过程示意图 三) 转变产物的组织与性能 珠 光 体 形 貌 像 索 氏 体 形 貌 像 屈 氏 体 形 貌 像 三) 转变产物的组织与性能 上贝氏体组织金相图 三) 转变产物的组织与性能 下贝氏体组织金相图 三) 转变产物的组织与性能 低碳板条状马氏体组织金相图 高碳针片状马氏体组织金相图 亚共析钢的TTT曲线 过共析钢的TTT曲线 一) 共析碳钢 CCT 曲线建立过程示意图 4)马氏体的组织形态: 针、片状 --- 高碳马氏体(＞1%C); 66HRC左右 ; δ ≈ 1%。 马氏体的碳浓度 Wc ? 100 50 70 40 60 20 30 10 0.1 0.3 0.2 0.4 0 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 硬度 ( HRC ) 2000 抗拉强度σb ( Mpa ) 1800 1400 1000 600 200 5)马氏体的性能: 主要取决于马氏体中的碳浓度。 F A P + F S + F T B M + A残 A3 时间(s) 300 102 103 104 10 1 0 800 -100 100 200 500 600 700 温度 (℃) 0 400 A1 Ms Mf P + Fe3CⅡ S + Fe3CⅡ T B M + A残 Fe3CⅡ A ACM 时间(s) 300 102 103 104 10 1 0 800 -100 100 200 500 600 700 温度 (℃) 0 400 A1 Ms Mf * * 机电工程系 许春树 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; 一、奥氏体的形成 F Fe3C 未溶Fe3C A 残余Fe3C A A A A 形核 A 长大 残余Fe3C溶解 A 均匀化 1.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。 1)加热温度和保温时间 2) 加热速度 3) 钢中的成分 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。 热 加 保温 时间 温度 临界温度 连续冷却 等温冷却 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 --- time T --- temperature T --- transformation 时间(s) 300 102 103 104 10 1 0 800 -100 100 200 500 600 700 温度 (℃) 0 400 A1 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 物转变开始线 A向产物 转变终止线