机械工程材料 第六章 钢的热处理.ppt

第一节 钢在加热时的转变 一、前言 二、共析钢的奥氏体形成过程 三、亚、过共析钢的奥氏体化过程 四、影响奥氏体形成的因素 五、奥氏体晶粒度及其影响因素 热处理——把固态金属材料加热到预定温度，保温一段时间后，以一定的速度冷却，从而改变材料的组织结构和性能的热加工工艺。 (二)钢的临界转变温度 因加热冷却速度直接影响转变温度，因此一般手册中的数据是以30-50℃/h的速度加热或冷却时测得的。 （三）热处理分类 二、共析钢的奥氏体（A）形成过程 A形成包括四个阶段： 完全奥氏体化加热与不完全奥氏体化加热 : 四、 影响奥氏体形成的因素 Cr、Mo、Si、Ti、W、Al等使A1、A3点上升，A4点下降。 对E点和S点位置的影响 所有合金元素均使E点和S点左移，即这两点的含碳量下降，使碳含量比较低的钢出现过共析组织（如4Cr13）或共晶组织（如W18Cr4V）。 五、奥氏体的晶粒度及其影响因素 钢的本质晶粒度示意图 （二）??影响奥氏体晶粒度的因素 第二节 奥氏体在冷却时的转变 一、共析钢过冷奥氏体等温转变曲线(TTT曲线) 过冷奥氏体的等温转变图是表示奥氏体快速冷却到临界点A1 以下在各不同温度下保温过程中转变量与转变时间的关系曲线，又称C 曲线或TTT曲线。 （二）图形分析 ?2、合金元素的影响 铬对C曲线的影响 3、 奥氏体化条件的影响 三、过冷奥氏体连续冷却转变曲线(CCT)简介 应用共析碳钢C曲线估计连续冷却所得到的组织 三、过冷奥氏体转变产物的组织形态与性能 1、 珠光体的转变过程 ２、　珠光体转变的组织及性能 索氏体S 屈氏体T ??（二）马氏体转变（低于Ms点) 板条状M 板条状M+片状M （３）性能： 塑性、韧性取决于碳的过饱和度和亚结构形式。高碳片状M的硬度高，塑、韧性很差；板条M强韧性好。 ??? 2、 M转变的特点 （三）贝氏体转变( 550℃～230℃ ) （2） 下贝氏体 B上转变过程示意图 第三节 钢的退火与正火 （三）? 球化退火 （不完全退火） 球化退火显微组织 （五）? 去应力退火 （六）???再结晶退火 二、钢的正火 三、退火与正火的选用原则 ?2.为最终热处理提供良好的组织状态。 ?四、退火、正火在零件制造工艺路线中的位置 第四节　钢的淬火与回火 一、钢的淬火 一、钢的淬火 （2）?加热时间（τH） ： 2、淬火冷却 ? 3、 淬火组织 二、淬火钢的回火 —— 淬火钢加热到A1以下，保温一定时间，然后冷却的热处理工艺。 （二） 回火时性能的变化 40钢的力学性能与回火温度的关系 1、? 提高回火稳定性 （1）弥散硬化（第二相（沉淀）强化） （三）回火类型 根据淬火钢的回火温度范围，可将回火分为三类。 （四）回火脆性 钢的回火脆性 （五）? 淬火回火的工艺缺陷 3、 硬度不足、硬度不均匀 （2）合理进行结构设计。 （六）?淬火、回火在零件制造工艺路线中的位置 二、淬透性的测定及表示方法 １、端淬试验法 ２、临界直径法 三、淬透性对钢力学性能的影响 四、影响淬透性的因素 五、淬透性的应用 第六节 钢的表面淬火 （一）感应加热的基本原理 感应加热表面淬火示意图 （二）感应加热淬火的分类和选用 （三）感应加热表面淬火的特点 （四）感应加热淬火的工艺 （4）感应淬火后的回火 采用低温回火，温度不高于200℃。 二、其它表面淬火方法 第七节 化学热处理 二、钢的渗碳 （三）渗碳后的热处理 （1）预冷直接淬火 优点是减少加热和冷却次数，操作简化，生产率提高。可减少淬火变形及表面氧化脱碳。 （3）二次淬火 （四）渗碳后的组织 （五）渗碳件的加工工艺路线 三、钢的渗氮 （一）气体氮化工艺 2.??渗氮的特点 （三） 离子氮化 置于低真空度容器内的工件在辉光放电的作用下，带电氮离子轰击工件表面，使其温度升高，并渗入工件表层。 四、钢的碳氮和氮碳共渗 特点： 应用：汽车和机床上的各种齿轮、蜗轮蜗杆和轴类零件、轻工产品。 （二）低温气体氮碳共渗（500～570℃）（软氮化） （3）渗氮后的工件，不需淬火便具有很高的表面硬 度、耐磨性和红硬性。 （4）氮化后，渗层体积增大，表面产生残余压应力，显著提高钢的疲劳强度。 （5）氮化后的钢具有很高的耐腐蚀性（ 致密ε相）。 应用：用于耐磨性、精度要求高的零件及耐热、耐磨及耐蚀件。如仪表的小轴、轻载齿轮及重要的曲轴、发动机汽缸、精密机床丝杠、镗床主轴等 （6）氮化工艺复杂，时间长(20～50小时)，成本高、 氮化层薄。 设备：离子渗氮炉（深井式与钟罩式） 渗氮剂：N2＋H2、氨气、氨分解气 优点： 与气体氮化相比， 氮化层脆性小，渗速快，生产周期短。 适用于各种钢、铸铁、硬质合金等。 ??（一）