3ch3钢的热处理汇编.ppt

第三章 钢的热处理 钢的热处理是将钢在固态范围内，采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需要的组织结构与性能的工艺方法。 热处理的作用： 热处理是机械零件及工具制造过程中的重要工序。它担负着改善工件的组织和性能，充分发挥材料潜力，从而提高使用寿命的重要任务。 教学视频 热处理概述 热处理的分类： 热处理的理论依据： 铁碳合金相图 热处理基础知识 热处理工艺 本章主要内容： 3.1 热处理基础知识 钢在加热与冷却时的滞后特点 钢在加热时的组织转变 钢在冷却时的组织转变 一、钢在加热与冷却时的滞后特点 热处理的理论依据：铁碳合金平衡相图,但实际转变温度比相图上的临界温度有一定的滞后现象，即：过冷(r)、过热(c) A3—Ac3—Ar3 A1—Ac1—Ar1 Acm—Accm--Arcm 二、钢在加热时的组织转变 1、奥氏体的形成 (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。 奥氏体的形成过程： 亚共析钢需加热到Ac3以上，共析钢需加热到Ac1以上，过共析钢需加热到Accm以上，才能得到成分均匀单一的奥氏体组织。 2、奥氏体晶粒的长大及控制 钢中奥氏体晶粒的大小直接影响到冷却后的组织和性能。奥氏体晶粒细小，则其转变产物的晶粒也较细小，性能较好；反之，转变产物的晶粒则粗大，而且其性能也较差。 常采用以下措施来控制奥氏体晶粒的长大。 １．合理选择加热温度和保温时间 　奥氏体形成后，随着加热温度的升高，保温时间的延长，奥氏体晶粒将会长大。特别是加热温度对其影响更大。这是由于晶粒长大是通过原子扩散进行的，而扩散速度随加热温度的升高而急剧加快 　２．选用含有一定合金元素的钢 　大多数合金元素，如Ｃr、Ｗ、Mo、Ｖ、Tｉ等，在钢中均可以 形成难溶于 奥氏体的碳化物，如Cr7C、ＷC、Mo2C、VC、TiC等，分布在晶粒边界上，阻碍奥氏体晶粒长大。 三、钢在冷却时的组织转变 同一化学成分的钢，加热到奥氏体状态后，若采用不同的冷却速度进行冷却，将得到形态不同的各种组织。从而获得不同性能，如下表。 上述现象已不能用铁碳状态图来解释。因为铁碳状态图只能说明平衡状态的相变规律，冷却速度提高则脱离了平衡状态。因此研究钢在冷却时的相变规律，对制定热处理工艺有着重要的意义。 钢在冷却时相变大致流程: 冷却时发生相变前的相 定义:A1线以下,未来得急转变的、暂时存在的、不稳定的奥氏体。 钢在冷却时，可以采取两种冷却转变方式：等温转变和连续冷却转变。 1、过冷奥氏体的等温转变 转变规律：遵循等温冷却转变图（ C曲线图） 共析钢等温冷却转变曲线（C曲线）TTT （1）共析钢过冷奥氏体的等温转变 1）高温转变 在A1～550℃之间, 转变产物：珠光体型（P）组织。 2） 中温转变??? 在550℃～Ms之间, 转变产物：贝氏体型（B）组织。 3） 低温转变? 在Ms ～Mf之间，转变产物： 马氏体型（M）组织 具体参见课本P45表3－1 珠光体型组织：珠光体P、索氏体S、托氏体T 贝氏体型组织：上贝氏体B上、贝氏体型B下 马氏体型组织：片状马氏体M片、条状马氏体M条 珠光体 3800× 索氏体 8000× 屈氏体 8000 1.亚共析钢过冷奥氏体的等温转变 2.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 二、过冷奥氏体的连续冷却转变 共析钢过冷奥氏体的连续冷却转变 CCT 与共析钢TTT曲线相比, 共析钢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。 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。 ①过冷A转变为马氏体是一种非扩散型转变 ②马氏体的形成速度很快 ③马氏体转变是不彻底的 ④马氏体形成时体积膨胀, 在钢中造成很大的内应力 低碳马氏体的组织形态 高碳马氏体的组织形态 综上所述，钢在冷却时，过冷奥氏体的转变产物根据其转变温度的高低可分为高温转变产物珠光体、索氏体、屈氏体，中温转变产物上贝氏体、下贝氏体，低温转变产物马氏体等几种。随着转变温度的降低，其转变产物的硬度增高，而韧性的变化则较为复杂。 3.2 钢的普通热处理 退火 正火 淬火 回火 一、退火 将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（一般为随炉冷却），以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。 钢的退火分类： 完全退火：Ac3以上30℃～50℃ 等温退火：Ac3 (或Ac1 )以上 球化退火：略高于Ac1 去应力退火：500