第五章 钢的热处理题库.ppt

第五章 钢的热处理 钢的热处理 前 言 第一节 钢在加热时的转变 第二节 钢的冷却转变 第三节 钢的普通热处理 第四节 钢的表面热处理 前 言 什么叫钢的热处理 常见的热处理方法 热处理的概念 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。 热处理工艺曲线的示意图 常见的热处理方法 第一节 钢在加热时的转变 一、奥氏体化前的组织 二、奥氏体的形成温度与Fe- Fe3C状态图的关系 三、共析钢奥氏体的形成过程 四、亚共析钢和过共析钢的奥氏体形成过程 五、影响奥氏体形成速度的因素 六、奥氏体晶粒大小及其影响因素 一、奥氏体化前的组织 我们只考虑比较简单的情况即奥氏体化前的组织为平衡组织的情况。 对于亚共析钢 → F+P 共 析 钢 → P 过共析钢 → Fe3CⅡ+P 二、奥氏体的形成温度与Fe- Fe3C状态图的关系 对于加热：非平衡条件下的相变温度高于平衡条件下的相变温度； 对于冷却：非平衡条件下的相变温度低于平衡条件下的相变温度。 这个温差叫滞后度。加热转变 → 过热度， 冷却转变 → 过冷度，且加热与冷却速度越大，温度提高与下降的幅度就越大，导致热度与过冷度越大。此外，过热度与过冷度的增大会导致相变驱动力的增大，从而使相变容易发生。 钢在加热和冷却时的相变临界点 三、共析钢奥氏体的形成过程 1.奥氏体晶核的形成 2.奥氏体晶核的长大 3.残余渗碳体的溶解 4.奥氏体成分的均匀化 共析碳钢A形成过程示意图 四、亚共析钢和过共析钢的奥氏体形成过程 亚共析钢和过共析钢与共析钢的区别是有先共析相。其奥氏体的形成过程是先完成珠光体向奥氏体的转变，然后再进行先共析相的溶解。这个P→A的转变过程同共析钢相同，也是经过前面的四个阶段。 对于亚共析钢，平衡组织F+P，当加热到AC1以上温度时，P→A，在AC1～AC3的升温过程中，先共析的F逐渐溶入A，同样，对于过共析钢，平衡组织是Fe3CⅡ+P，当加热到AC1以上时，P→A，在AC1～ACCM的升温过程中，二次渗碳体逐步溶入奥氏体中。 五、影响奥氏体形成速度的因素 1. 加热速度的影响 加热速度越快，奥氏体化温度越高，过热度越大，相变驱动力也越大；同时由于奥氏体化温度高，原子扩散速度也加快，提高形核与长大的速度，从而加快奥氏体的形成。 2. 化学成分的影响 钢中含碳量增加，碳化物数量相应增多，F和Fe3C的相界面增多，奥氏体晶核数增多，其转变速度加快。 钢中的合金元素不改变奥氏体的形成过程，但能影响奥氏体的形成速度。因为合金元素能改变钢的临界点，并影响碳的扩散速度，且它自身也存在扩散和重新分布的过程，所以合金钢的奥氏体形成速度一般比碳钢慢，尤其高合金钢，奥氏体化温度比碳钢要高，保温时间也较长。 3. 原始组织的影响 钢中原始珠光体越细，其片间距越小，相界面越多，越有利于形核，同时由于片间距小，碳原子的扩散距离小，扩散速度加快导致奥氏体形成速度加快。同样片状P比粒状P的奥氏体形成速度快。 六、奥氏体晶粒大小及其影响因素 奥氏体的晶粒度及其分类 起始晶粒度 实际晶粒度 本质晶粒度 影响奥氏体晶粒大小的主要因素 加热温度和保温时间 钢的化学成分 标准晶粒度等级 实际晶粒度 钢在加热时所获得的实际奥氏体晶粒的大小 实际晶粒度决定钢的性能。 本质晶粒度 钢加热到930℃±10℃、保温8小时、冷却后测得的晶粒度 表示钢在加热时奥氏体晶粒长大的倾向 本质细晶粒钢 本质粗晶粒钢 本质细晶粒钢M和本质粗晶粒钢K晶粒长大示意图 第二节 钢的冷却转变 一、过冷奥氏体 二、在冷却转变时，相变温度对转变速度的影响 三、过冷奥氏体等温转变曲线 四、过冷奥氏体等温转变的产物的组织和性能 五、过冷奥氏体连续冷却转变曲线 冷却方式 连续冷却 等温冷却 一、过冷奥氏体 高温时所形成的奥氏体冷却到A1点以下尚未发生转变的奥氏体 。 二、在冷却转变时，相变温度对转变速度的影响 三、过冷奥氏体等温转变曲线 共析碳钢过冷A等温曲线的建立 四、过冷奥氏体等温转变的产物的组织和性能 珠光体转变 贝氏体转变 马氏体的组织与形态 珠光体转变 转变过程 组织与性能特征 珠光体形成示意图 珠光体组织特征图 贝氏体转变 转变过程 组织特征与性能 贝氏体形成示意图 上贝氏组织特征图 下贝氏组织特征图 低碳板条状马氏体组织金相图 过冷奥氏体连续冷却转变曲线 第三节 钢的普通热处理 一、钢的退火与正火 二、钢的淬火 三、钢的回