5钢的热处理1.ppt

工程材料及其热处理-3 材料成形基础 第5章钢的热处理 钢的热处理：将钢在固态下加热到预定的温度、保温一定时间，然后以一定速度冷却，以获得所需组织和性能的一种热加工工艺。 热处理工艺过程：加热、保温、冷却 根据加热、冷却方式及钢组织性能变化特点不同，将热处理工艺分类如下： 本章主要介绍热处理的基本原理、常用热处理工艺方法及其应用。 热处理原理：描述热处理时钢中的组织转变规律称热处理原理。 热处理工艺：根据热处理原理制定加热温度、保温时间、冷却方式等工艺参数的具体热处理过程称热处理工艺。 任何成分的钢加热到A1点以上时，都会发生P向A的组织转变，这个转变过程称为钢的奥氏体化。 一、钢的奥氏体化 以共析钢为例，分析钢的奥氏体化过程，分三个阶段来完成。 1、奥氏体晶核的形成和长大 2、残余Fe3C的溶解 3、奥氏体的均匀化 2、奥氏体晶粒度的控制 ⑴加热温度和保温时间 T↑、 t↑ ，A 晶粒越大； T 的影响远大于 t ⑵加热速度 ——常规加热速度下影响不大 ——快速加热，短时保温的超细化工艺如高频加热，激光加热等。 第二节 钢在冷却时的转变 冷却是钢热处理的关键工序，冷却过程决定了热处理后钢的组织和性能。 在热处理工艺中,常用的冷却方式有等温冷却和连续冷却两种。 一、过冷奥氏体的等温转变曲线 奥氏体在相变点A1以上是稳定相，冷却至A1以下就成了不稳定相，必然要发生转变。 临界温度A1以下暂时存在的、不稳定的奥氏体称为过冷奥氏体。 过冷A等温转变曲线是表示过冷A在不同过冷度下的等温转变过程中，转变温度、转变时间与转变产物之间的关系曲线。 图5-8为共析钢过冷奥氏体等温转变曲线。因其形状与字母“C”的形状相似，所以又称为“C曲线”，也称为“TTT”曲线。 C曲线分析要点： ① 不同温度下转变产物不同 高温转变产物(A1~550℃)： 珠光体( P)——扩散型 中温转变产物(550℃~MS) ： 贝氏体( B)—半扩散型 低温转变产物(MS~Mf)： 马氏体( M)——非扩散型 ② 存在孕育期 ——过冷奥氏体等温分解所需的准备时间 ——代表 过冷A稳定性 ③ 存在鼻尖： ——孕育期最短， 过冷A最不稳定，组织转变速度最快。 二 、珠光体型转变 过冷奥氏体冷至A1~550℃将转变成珠光体型组织，由Fe3C和F组成。 1、珠光体的形态及其形成 层状P按层片间距不同又分为： 珠光体（P）： S0=0.6-1.0μm， 索氏体（S）：S0=0.25-0.3μm， 托氏体（T）：S0=0.1-0.15μm 过冷度△T↑， S0↓ 2、珠光体的性能 三、贝氏体型转变 550℃～Ms温度范围发生贝氏体型(B)转变。转变产物为含过饱和碳的F与弥散分布的渗碳体所形成，称为贝氏体，符号B来表示。 1、贝氏体的形态及其形成 等温转变的温度不同，贝氏体的形态也不同，分为上贝氏体(B上)和下贝氏体(B下)。 （1）上贝氏体 B上(550 ℃ ~350 ℃) 铁素体： 成束、板条状平行排列； 渗碳体：粒状或短杆状分布在 F 板条之间。 （2）下贝氏体 B下(350 ℃~ Ms) 铁素体：针、片状，互不平行 渗碳体：粒状或短杆状平行分布在 F 相内部。 2、贝氏体的性能 B上，强度较低，塑性和韧性较差； B下 ，强度较高，塑性和韧性也较好，综合力学性能好。 四、马氏体型转变 A冷却到Ms温度以下将发生马氏体转变。 M是碳在α-Fe中的过饱和固溶体，是单相固溶体。 1、马氏体的组织形态 钢中马氏体组织形态有片状和板条状两种基本类型。 （1）片状马氏体 组合特征： 片与片之间互成一定角度； 先形成的 M 片贯穿A晶粒，不穿过晶界；