第3章-C曲线.ppt

2. 钢的淬透性 (1)淬透性的概念 钢的淬透性是指钢在淬火时能获得淬硬层深度的能力，它是钢材本身固有的属性。 淬火时，工件截面上各处冷却速度是不同的。其表面冷却速度最大，大于该钢的马氏体临界冷却速度，淬火后获得马氏体组织。愈到中心冷却速度愈小。在距表面某一深处的冷却速度开始小于该钢的马氏体临界冷却速度，则淬火后将有非马氏体组织出现，这时工件末被淬透。 (2)淬透性对力学性能的影响 淬透性好的钢，其力学性能沿截面是基本相同的；而淬透性差的钢，其力学性能沿截面是不同的，愈靠近心部的力学性能愈低，特别是韧性值更为明显。 (3)淬透性的测定与表示方法 淬透性的测定方法很多，按GB225—63规定，结构钢末端淬透性试验(端淬试验)法是最常用的方法。用来测量淬透层的厚度。 临界直径是一种直观衡量淬透性的方法。临界直径是钢在某种淬火冷却介质中冷却后，心都能得到半马氏体组织（50%）的最大直径，用Do表示。 顶端淬火法 临界淬透直径 油淬 水淬 牌号 Do／mm 牌号 Do／mm 淬水 淬油 淬水 淬油 45 13~16.5 5~9.5 35CrMo 36~42 20~28 60 11~17 6~12 60Si2Mn 55~62 32~46 T10 10~15 ＜8 50CrVA 55~62 32~40 65Mn 25~30 17~25 38CrMoAl 100 80 20Cr 12~19 6~12 20CrMoTi 22~35 15~24 40Cr 30~38 19~28 30CrMnSi 40~50 32~40 35SiMn 40~46 25~34 40MnB 50~55 28~40 钢的淬透性的应用 钢的淬透性是机械设计中选材时应予考虑的重要因素之一。 大截面零件、承受动载的重要零件、承受拉力和压力的许多重要零件（螺栓、拉杆、锻模、锤杆等），要求表面和心部力学性能一致，应选择淬透性高的材料； 心部力学性能对使用寿命无明显影响的零件（承受弯曲或扭转的轴类），可选用淬透性低的钢，获得1/2~1/4淬硬层深度即可； 焊接件、承受强力冲击和复杂应力的冷镦凸模等，不能或不宜选择淬透性大的材料。 3.1.2 热处理原理 温度 时间 加热 保温 冷却 A1 A3 Acm 钢加热时的转变 C -曲线 C-曲线是对碳钢加热得到奥氏体后，在冷却过程中组织转变进行分析的工具。 钢的热处理工艺有两种冷却方式： (1)等温冷却转变:就是使加热到奥氏体的钢，先以较快的冷却速度冷到A1线以下一定的温度，然后进行保温，使奥氏体在等温下发生组织转变。 （2）连续冷却转变：是指在冷却过程中，随着时间的延长温度连续下降。在实际生产中大多数的冷却过程是连续冷却。 一.钢在热处理时的冷却方式 热 加 保温 时间 温度 临界温度 连续冷却 等温冷却 共析钢过冷奥氏体等温转变曲线 图3-6 共析钢等温冷却转变曲线 0 400 600 700 200 B下 B上 T S P M M+A残 A过冷 A1 500 300 Ms (240 ℃ ) Mf (-55℃) 1 10 102 103 104 105 106 T ℃ τ(s) 高温转变 中温转变 低温转变 a.高温转变 共析钢奥氏体过冷到A1～550℃之间，等温转变的产物属于珠光体型组织。奥氏体转变成珠光体的过程也是一个铁素体与渗碳体交替生核长大的过程。如图3-7所示。 珠光体的形成 首先在奥氏体的晶界上产生铁素体晶核，由于铁素体的溶碳能力很低，在其长大过程中必须将过剩的碳转移到相邻的奥氏体中，从而使相邻奥氏体区域中的含碳量升高，为其转变为渗碳体创造了条件。 渗碳体的含碳量高于奥氏体，在转变时要将周围奥氏体中的碳原子吸收过来，与此同时，使附近的奥氏体含碳量降低, 为铁素体的形成创造了有利条件，使这部分奥氏体转变为铁素体。如此反复进行，奥氏体最终完全转变为铁素体和渗碳体层片相间的珠光体组织。 图3-7 珠光体转变过程示意图 P(Fe3C+F) A F Fe3C F 珠光体的形成过程中需要碳原子的移动。温度高时碳原子移动距离大，所形成的珠光体片层较宽，温度较低时碳原子移动困难，所形成的珠光体片层较密。在727℃～650℃之间转变得到的组织为珠光体； 珠光体的形成过程中需要碳原子的移动。温度高时碳原子移动距离大，所形成的珠光体片层较宽，温度较低时碳原子移动困难，所形成的珠光体片层较密。在727℃～650℃之间转变得到的组织为珠光体； 在650℃～600℃之间转变而得到的组织为索氏体，又叫细珠光体；在600℃～550℃之间转变而得到的为屈氏体，又叫极细珠光体。 电镜形貌 这三种珠光体类组织只有层片间距大小之分，并