补充热处理的知识剖析.ppt

* 热处理的知识 热处理是将固态金属或合金在一定介 质中加热、保温和冷却，以改变材料整体 或表面组织，从而获得所需性能的工艺 热处理可大幅度地改善金属材料的工 性能和使用性能，绝大多数机械零件必 须经过热处理。 热处理工艺中，钢在奥氏体化后，冷却的方式通常有两种 （1）等温处理? 即将钢迅速冷却到临界点以下的给定温度，进行保温，使其在该温度下恒温转变。??(2) 连续冷却?即钢以某种速度从高温到低温度连续冷却，在临界点以下变温连续转变。 决定物理性能的本质 主要讲授内容： 1)钢在加热时的转变 2)钢在冷却时的转变 1、钢在加热时的转变 共析钢加热到Ac1以上时，珠光体将转变为奥氏体。这包括奥氏体晶核的形成、奥氏体晶核的长大、剩余渗碳体的溶解及奥氏体成分的均匀化四个基本过程。亚共析钢和过共析钢的奥氏体形成过程与共析钢基本相同, 但必须加热到Ac3 （亚共析钢）或Accm（过共析钢）以上时才获得单一的奥氏体组织。 ??? 一、过冷奥氏体的等温转变????? 当温度在A1以上时, 奥氏体是稳定的。当温度降到A1以下后，奥氏体即处于过冷状态，这种奥氏体称为过冷奥氏体。过冷A是不稳定的，会转变为其它的组织。钢在冷却时的转变，实质上是过冷A的转变。 2、钢在冷却时的转变 ? (1)、共析钢过冷奥氏体的等温转变 共析钢过冷奥氏体等温转变包括二个转变区。 ??? （1）高温转变 在A1～550 ℃之间, 过冷奥氏体的转变产物为珠光体型组织, 此温区称珠光体转变区。珠光体型组织是铁素体和渗碳体的机械混合物, 渗碳体呈层片状分布在铁素体基体上，转变温度越低，层间距越小，可将珠光体型组织按层间距大小分为珠光体(P)、索氏体(S)和屈氏体(T)。奥氏体向珠光体的转变为扩散型的生核、长大过程, 是通过碳、铁的扩散和晶体结构的重构来实现的。 (2) 中温转变 ??? 在550 ℃～Ms之间, 过冷奥氏体的转变产物为贝氏体型组织, 此温区称贝氏体转变区。??? 贝氏体是渗碳体分布在碳过饱和的铁素体基体上的两相混合物。奥氏体向贝氏体的转变属于半扩散型转变，铁原子不扩散而碳原子有一定扩散能力。??? 过冷奥氏体在550 ℃～350 ℃之间转变形成的产物称上贝氏体（上B)。上B呈羽毛状, 小片状的渗碳体分布在成排的铁素体片之间。 过冷奥氏体在350 ℃～Ms之间的转变产物称下贝氏体(下B)。下B在光学显微镜下为黑色针状, 在电子显微镜下可看到在铁素体针内沿一定方向分布着细小的碳化物(Fe2.4C)颗粒。??? 上贝氏体中铁素体片较宽，塑性变形抗力较低；同时渗碳体分布在铁素体片之间，容易引起脆断，因此强度和韧性都较差。下贝氏体中铁素体针细小，无方向性，碳的过饱和度大，位错密度高，且碳化物分布均匀、弥散度大，所以硬度高，韧性好，具有较好的综合机械性能。 ??? 亚共析钢的过冷奥氏体等温转变曲线与共析钢C曲线不同的是, 在其上方多了一条过冷奥氏体转变为铁素体的转变开始线。亚共析钢随着含碳量的减少，C曲线位置往左移，同时Ms、Mf线住上移。??? 亚共析钢的过冷奥氏体等温转变过程与共析钢类似。只是在高温转变区过冷奥氏体将先有一部分转变为铁素体，剩余的过冷奥氏体再转变为珠光体型组织。 (2)、亚共析钢过冷奥氏体的等温转变 （3）、 过共析钢过冷奥氏体的等温转变??? ??? 过共析钢过冷A的C曲线的上部为过冷A中析出二次渗碳体(Fe3CII)开始线。当加热温度为Ac1以上30～50 ℃时，过共析钢随着含碳量的增加, C曲线位置向左移, 同时Ms、Mf线往下移。??? 过共析钢的过冷A在高温转变区, 将先析出Fe3CII, 其余的过冷A再转变为珠光体型组织。 二、过冷奥氏体的连续冷却转变 1）.共析钢过冷奥氏体的连续冷却转变 (1) 转变产物 在共析钢过冷A的连续冷却转变曲线（CCT曲线)中，共析钢以大于Vk（上临界冷却速度）的速度冷却时, 得到的组织为马氏体。冷却速度小于Vk′（下临界冷却速度）时, 钢将全部转变为珠光体型组织。共析钢过冷A在连续冷却转变时得不到贝氏体组织。 ??? 与共析钢的TTT曲线相比, 共析钢的CCT曲线稍靠右靠下一点，表明连续冷却时, 奥氏体完成珠光体转变的温度较低, 时间更长。 (2) 马氏体转变特点??????????????????????? ??? 过冷A转变为马氏体是低温转变过程, 转变温度在Ms～Mf之间, 该温区称马氏体转变区