第6章钢的热处理解释.pdf

钢 的 热 处 理 §1 钢的热处理概述 §2 钢在加热时的转变 §3 钢在冷却时的转变 §4 钢的退火和正火 §5 钢的淬火 §6 钢的回火 §7 钢的表面淬火 §8 钢的化学热处理 §9 钢表面复层处理 §10 热处理对零件结构设计要求 热处理的定义: 时间 温 度 临界温度 热 加 保温 冷 却 §1 钢的热处理概述 热处理的主要目的:改变钢的性能。 热处理的应用范围:整个制造业。 热处理的分类 热处理 整 体 热处理 表 面 热处理 退火;正火; 淬火;回火; 表面淬火 化 学 热处理 感应淬火 火焰淬火 渗碳; 渗氮; 碳氮共渗; 钢的临界点： 平衡临界点： 加热临界点： 冷却临界点： A1、 A3、 Acm Ac1、Ac3、Accm Ar1、Ar3、Arcm 钢在加热时奥氏体的形成过程又称为奥氏体化。以 共析钢的奥氏体形成过程为例。 1、奥氏体的形成(P?A) §2 钢在加热时的转变 ⑴奥氏体形核与晶核长大 奥氏体的晶核优先在铁素体与渗碳体的界面上形成。 奥氏体晶核形成以后，依靠铁、碳原子的扩散，使铁素体不 断向奥氏体转变和渗碳体不断溶入到奥氏体中去而进行的。 ⑵ 残留渗碳体的溶解 铁素体全部消失以后，仍有部分剩余渗 碳体未溶解，随着时间的延长，这些剩余渗碳体不断地溶入到奥氏 体中去，直至全部消失。 ⑶ 奥氏体均匀化 渗碳体全部溶解完毕时，奥氏体的成分是不 均匀的，只有延长保温时间，通过碳原子的扩散才能获得均匀化的 奥氏体。 亚共析钢的加热过程： 过共析钢的加热过程： AAFPF ACAC ???????? 31 ACFeACFeP cm AC Ⅱ AC Ⅱ ?? ??????? 33 1 奥氏体晶粒度的概念 晶粒度：表示晶粒大小的尺度。 钢进行加热时，当珠光体刚刚全部转变为奥氏体时，在一般情 况下，奥氏体晶粒是比较细小而均匀的，此时的晶粒大小称为奥氏 体的起始晶粒度。 在某一具体的加热条件下所得到的奥氏体晶粒大小称为实际晶粒 度。 用以表明奥氏体晶粒长大倾向的晶粒度称为本质晶粒度。 通常采用标准试验方法，即将钢加热到930±10℃，保温3～8h后 测定奥氏体晶粒大小，如晶粒大小级别在1～4级，称为本质粗晶粒 钢；如晶粒大小在5～8级，则称为本质细晶粒钢。 2、奥氏体晶粒的长大 晶粒度的测定方法：930±10℃保温3~8小时(100×) 本质粗 本质细 ?晶粒度的控制 ?Al脱氧(本质细) ?Si/Mn脱氧(本质粗) 3.影响奥氏体晶粒长大的因素 1.加热温度 加热温度愈高，晶粒长大速度越快，奥氏体 晶粒也越粗大，热处理时必须规定合适的加热 温度范围。 2.保温时间 随保温时间的延长，晶粒不断长大，但随保 温时间的延长，晶粒长大速度越来越慢，且不 会无限制地长大下去。 影响奥氏体晶粒长大的因素 3.加热速度 加热速度越快，奥氏体化的实际温度愈高，奥氏体 的形核率大于长大速度，获得细小的起始晶粒。生产 中常用快速加热和短时保温的方法来细化晶粒。 4.冶炼和脱氧条件 冶炼时用铝脱氧，或加入Nb、Zr、V、Ti等强碳化 物形成元素，形成难溶的碳化物颗粒,阻止奥氏体晶粒 长大，在一定温度下晶粒不易长大。 影响奥氏体晶粒长大的因素 5.含碳量的影响(有临界值) 随着奥氏体含碳量的增加，Fe、C原子的扩散 速度增大，奥氏体晶粒长大的倾向增加。 当超过奥氏体饱和碳浓度以后，由于出现了 残余渗碳体，产生机械阻碍作用，使晶粒长大 倾向减小。 热 加 保温 时间 温 度 临界温度A1 连续冷却 等温冷却 过冷 奥氏 体的 两种 冷却 方式 把加热到奥氏体状态的钢， 快速冷却到低于A1的某一温 度，并等温停留一段时间， 使奥氏体发生转变，然后再 冷却到室温。 把加热到奥氏体状 态的钢，以不同的 冷却速度连续冷却 到室温。 §3 钢在冷却时的转变 1、过冷奥氏 体的等温转变 共析钢的 等温转变图 稳定的奥氏体区 过 冷 奥 氏 体 区 A向产 物转变开始线 A向产物 转变终止线 A + 产 物 区 产 物 区 A1～550℃;高温转变区; 扩散型转变; P 转变区. 550～Ms(230℃);中温