职业技校金属材料与热处理(劳动版第五版)教案：热处理的原理及分类.doc

职业技校金属材料与热处理(劳动版第五版)教案：热处理的原理及分类 复习旧课： 解释下列的牌号 1）45钢 2） T8 3） T8Mn 4）T8A 引入新课： 上节课我们讲了碳素钢的分类，可分为普通碳素结构钢、优质碳素结构钢和碳素工具钢、碳素铸钢四类。其中讲到优质碳素结构钢一般都需要经过热处理来改善其力学性能。那么我们今天就来讲一讲钢的热处理。 讲授新课： 热处理的原理及分类 1、 热处理： 热处理是将固态金属或合金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。 2、 热处理的目的： ①、提高零件的使用性能；②、充分发挥钢材的潜力；③、延长零件的使用寿命；④、改善工件的工艺性能，提高加工质量，减小刀具的磨损。 3、热处理方法有：退火、正火、淬火、回火及表面热处理。 但任何一种均由加热、保温、冷却三阶段所组成。 4、热处理使钢性能发生变化的原因： 由于铁有同素异构转变，从而使钢在加热和冷却过程中，发生了组织与结构变化。 §4—2钢在加热及冷却时的组织转变 一、钢在加热时的组织转变 热处理中，钢加热为获得A；且A晶粒大小、成分、均匀程度，对钢冷却后的组织、性能有重要的影响。 1、钢在加热和冷却时的相变温度 1）、奥氏体晶核的形成及长大； 2）、残余渗碳体的溶解； 3）、奥氏体的均匀化； 2、在热处理工艺中，钢保温的目的是： ①、为了使工件热透；②、使组织转变完全；③、使奥氏体成分均匀。 3、 奥氏体晶粒的长大： 加热温度越高，保温时间越长，奥氏体晶粒越大 由Fe-Fe3C相图可知，A1 、A3 、Acm是钢在极缓慢加热（或冷却）时的临界点。但实际冷速、热速较快，钢转变总有滞后现象。 实际加热，钢转变总高于相图临界点，分别用：Ac1、Ac3 、Accm； 实际冷却，钢转变总低于相图临界点，分别用：Ar1、Ar3、Arcm。 二、钢在冷却时的组织转变 T 保温 加热 临界温度 等温冷却 连续冷却 1.奥氏体的等温冷却转变 一) 建立共析钢过冷奥氏体等温冷却转 变曲线 ---- TTT曲线 ( C 曲线 ) T A1 T 二) 共析碳钢 TTT 曲线的分析 A1～550℃;高温转变区; 扩散型转变; P 转变区。 550～230℃;中温转变区; 半扩散型转变; 贝氏体( B ) 转变区; 230～ - 50℃; 低温转变区; 非扩散型转变; 马氏体 ( M ) 转变区。 转变产物的组织与性能 （1）珠光体型 ( P ) 转变 ( A1～550℃ ) : A1～650℃ : P ; 5～25HRC; 片间距为0.6～0.7μm ( 500× )。 650～600℃ : 细片状P---索氏体(S); 片间距为0.2～0.4μm (1000×); 25～36HRC。 600～550℃:极细片状P---屈氏体(T); 片间距为＜0.2μm ( 电镜 ); 35～ 40HRC。 （2）.贝氏体型 ( B ) 转变 ( 550～230℃ ) : 550～350℃: B上; 40～45HRC; 350～230℃: B下; 50～60HRC; （3）马氏体型 ( M ) 转变 ( 230～ -50℃ ) : 定义:马氏体是一种碳在α – Fe中的过饱和固溶体。 转变特点： 1)在一个温度范围内连续冷却完成; 2)变速度极快,即瞬间形核与长大; 3）无扩散转变( Fe、C原子均不扩散 ), M与原A的成分相同,造成晶格畸变。 4）转变不完全性, QM = f ( T ) 5）马氏体的晶体结构: 由于碳的过饱和作用,使α – Fe晶格由体心立方变成体心正方晶格。 *马氏体的组织形态: 板条状 --- 低碳马氏体(＜0.2%C ); 30～50HRC ; δ = 9～17%。 2.奥氏体的连续冷却转变 一) 建立共析钢过冷奥氏体连续冷却转变曲线 ---- CCT 曲线 (略) 课后小结： 一