工程材料第七章(钢的热处理)解析.ppt

一、奥氏体的形成 P（F0.0218%+Fe3C6.69%)?A0.07% 转变时既有晶格的重构?-Fe ? ?-Fe，又有Fe 原子和C原子的扩散。 奥氏体化过程分四个阶段：奥氏体形核（在F 与Fe3C相界面上） ?奥氏体长大（ ?-Fe ? ?-Fe 晶格重构，Fe3C溶解，C原子向A扩散)?剩余 Fe3C溶解? A成分均匀化 2、实际晶粒度：钢在某一具体加热条件下A体的实际晶粒大小。一般要比起始晶粒度大。 3、本质晶粒度： 表示钢在特定加热条件 下(930oC，保温3~8小时， 冷却），奥氏体晶粒长 大的倾向性。 § 7-2 钢的非平衡冷却转变 一、共析钢等温转变曲线（TTT曲线或C曲线） 的测定C曲线：表示A急速冷却到A1以下，在各 不同温度的保温过程中，转变量与转变时间的关 系曲线。 （二）M的组织形态 有两种，一种是片状M，另一种是板条状M。 （三）M的性能 （四）M转变的特点 1、M转变是无扩散型转变。 2、 M转变具有切变共格性。 3、M转变速度极快，M量的增加不是靠已形成M体的长大，而是靠新M体片的不断形成。 4、M转变是在一个温度区间形成。 5、M转变是不完全的。 二、正火 将钢加热到完全奥氏体化，保温后在空气中冷 却的热处理工艺。 正火的目的与退火相似，只是正火冷却较快， P体较多，强度较高。对于低碳钢，可适当提高 硬度，便于切削加工。对于过共析钢，可减少或 消除二次渗碳体网，为球化退火做组织准备。对 于不重要的件或形状复杂的件可作为最终热处理。 1、渗碳的目的及用钢 使工件得到表面高硬度高耐磨性，心部有好的强度和 韧性的要求。 含碳0.1~0.25%的低碳钢。渗碳—淬火+低温回火 2、渗碳方法 1）气体渗碳（煤油、苯、甲醇+丙酮） 渗碳介质的分解—吸收—扩散三个基本过程。 主要控制好加热温度（930 oC）和保温时间。温度越 高，渗速越大，扩散层越厚，但晶粒越大，使钢变脆。 保温时间取决于渗层厚度，但时间越长，扩散速度减 慢。钢件渗碳几小时到几十小时，可得到0.5~2mm的渗碳层深度。 二次淬火法 第一次淬火是为了细化心部组织及消除表层网 状渗碳体，加热温度AC3以上。第二次淬火是为 了改善表层组织和性能，得到细片M+ Fe3C粒， 加热温度在AC1以上。适合于本质粗晶粒钢和重 要件。 渗碳件的工艺路线：锻造—正火—粗加工—渗碳— 淬火低温回火—精加工 § 7-5 钢的淬透性与应用 一、淬透性的概念 淬透性是钢淬火时奥氏体转变成M体而不转变 成其它组织的能力。 淬透性的大小用一定条件下淬透层的深度表示。 规定：从钢表面到内部M占50%处的距离为淬 透层深度。 淬硬性与淬透性的概念不同。钢的淬硬性是指 钢淬火后能达到的最高硬度。主要决定于M体的 含碳量。而淬透性的好坏主要取决于奥氏体的稳 定性。 二、影响淬透性的因素 凡是增加A体稳定性的因素，或凡是使C曲线右移， 减小临界冷却速度的因素，都提高钢的淬透性。 1、化学成分 2、奥氏体化条件 注意：在相同奥氏体化条件下，同一种钢的淬透性是 相同的，但它的淬硬层深度却随工件形状和尺寸及冷却 介质冷却能力的不同而变化。如同一种钢在相同的奥氏 体化条件下，水淬比油淬、小件比大件的淬硬层深，这 决不能说同一种钢水淬比油淬、小件比大件的淬透性好。 只有在一切条件相同时，才可根据淬硬层深度判定钢的 淬透性的好坏。 三、零件设计与淬透性 1）对于整个截面均匀受力或受大的冲击载荷 的零件，应选用淬透性好的材料，使整个截面淬透。 2）对于受弯曲、扭转的实心轴类零件，表面要 求耐磨性并受冲击的一些模具，可选用淬透性较低 的钢。 3）对于焊接件，不选用淬透性高的钢。 4）当工件尺寸很大，钢的淬透性又较差时，粗 加工应安排在淬火前进行。 5）零件的尺寸大，钢的淬透性很差时，应选用 正火代替淬火。 四、淬透性的测定和表示方法 淬透性的测定：常用方法是末端淬火法（端淬法）。 § 7-6 钢的回火 将淬火钢重新加热到A1以下某一温度，保温后冷却到 室温的热处理工艺称回火。 一、回火的目的 1、降低淬火钢的脆性，消除或减少淬火钢的内应力。 2、获得所要求的性能。 3、稳定工件尺寸，降低硬度，便于切削加工。 二、回火转变（以共析钢为例） 1、在100~200oC回火，M体分解。M’ 2、在200~300oC回火，残余A转变(B下）。M’ 3、在300~400oC回火，碳化物转变（ FeXC— Fe3C）T’ 4、在400oC以上回火，Fe3C聚集长大，?相再结晶。S’ 三、回火转变产物的组织与性能 1、回火M， 300oC回火的产物