第四章热处理介绍.ppt

* 铁碳合金相图是在很缓慢的加热和冷却条件下得到的，而在实际的加热和冷却时不可能非常缓慢，因此，钢中的相不可能完全按铁碳合金相图中的A1、A3和Acm线转变，在实际热处理生产中，不可能在平衡条件下进行加热和冷却，钢的组织转变总有滞后现象，即在加热时钢的转变温度要高于平衡状态下的临界点，在冷却时要低于平衡状态下的临界点 * 共析钢在常温时具有珠光体组织，加热到Ac1以上温度时，珠光体开始转变为奥氏体，只有使钢呈奥氏体状态，才能通过不同的冷却方式转变为不同的组织，从而获得所需要的性能。 * 讲解：当珠光体刚刚全部转变为奥氏体时，奥氏体的晶粒还是很细小的，此时将奥氏体冷却后得到的组织晶粒也很细小。如果在形成奥氏体后继续升温或延长保温时间，都会使奥氏体晶粒逐渐长大。奥氏体的长大是依靠较大晶粒吞并较小晶粒和晶界迁移的方式进行的。 * 1.钢的成分和加热条件完全相同时，如果冷却速度不同，结果获得的性能也明显不同，钢的冷却有等温冷却和连续冷却两种。 2.材料的性能是由其组织决定的，所以我们应该首先了解奥氏体在冷却时的组织变化规律。 * 转变图中，以Ms线为界， Ms线以上可以发生珠光体转变和贝氏体转变；奥氏体以极快的速度不穿越C曲线直接连续冷却到 Ms线以下时，过冷奥氏体发生的是马氏体转变。图中两条曲线（绿色和黄色）绿色线表示转变开始线，黄色线表示转变终了线 * §4-2 钢在加热及冷却时的组织转变一.组织教学：二.复习提问： 1.简述热处理的概念。并说出热处理能使钢的性能发生变化的原因。 2.描述热处理的三个阶段。 1.简述热处理的概念。并说出热处理能使钢的性能发生变化的原因。 答案：热处理就是对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。 热处理之所以能使钢的性能发生变化，其根本原因是由于铁具有同素异构转变的特性。 热处理工艺曲线示意图.swf 三、本节课目的与要求 1.记忆钢在加热以及冷却时的实际相变温度，对应铁碳合金相图能找出具体位置。 2.理解奥氏体的形成过程及晶粒的长大。 3.掌握共析钢的等温转变曲线图以及各组织转变区的组织及性能特点。 4.掌握奥氏体的连续冷却转变。 5.掌握重要概念马氏体和临界冷却速度。 6.理解贝氏体的概念，理解马氏体的转变特点 。 四、重点与难点 重点：共析钢的等温转变曲线图以及各组织转变区的组织及性能特点。马氏体和临界冷却速度的概念。 难点：共析钢的奥氏体化，马氏体的转变特点，以及奥氏体的连续冷却转变。 内容讲解 一、钢在加热时的组织转变 1.钢在加热和冷却时的相变温度 钢在实际加热时的各临界点分别用Ac1,Ac3和Accm； 钢在实际冷却时的各临界点分别用Ar1,Ar3和Arcm. 见下图： 2.奥氏体的形成 钢在加热时的组织转变，主要包括奥氏体的形成和奥氏体晶粒长大两个过程。见图解： 3.奥氏体晶粒的长大 讲解：当珠光体刚刚全部转变为奥氏体时，奥氏体的晶粒还是很细小的，此时将奥氏体冷却后得到的组织晶粒也很细小。如果在形成奥氏体后继续升温或延长保温时间，都会使奥氏体晶粒逐渐长大。奥氏体的长大是依靠较大晶粒吞并较小晶粒和晶界迁移的方式进行的。 见下图示： 说明：钢在热处理加热后必须有保温阶段，不仅是为了使工件热透，也是为了使组织转变完全，以及保证奥氏体成分均匀。钢在加热时为了得到细小而均匀的奥氏体晶粒，必须严格控制加热温度和保温时间，以免发生晶粒粗大的现象。 二、钢在冷却时的组织转变 1.奥氏体的等温转变 稳定的奥氏体：A1线以上存在的奥氏体。 过冷奥氏体：冷去到A1线以下而尚未转变时的奥氏体。 关于冷却方式：如右下图 等温转变曲线图： 表示过冷奥氏体的等温转变温度、 转变时间与转变产物之间的关系曲线。 转变图如下： t 加热 保温 临界点 连续冷却 等温处理 T 二 等温转变图 （1）珠光体型转变——高温等温转变（A1-550℃） 珠光体（P）【A1~650 ℃ 】 说明：粗片层状铁素体和渗碳体的混合物。 性能：强度较高，硬度适中（170~220HBW）,有一定的塑性，具有良好的综合力学性能。 索氏体（S）【650~600 ℃】 说明：索氏体为细片状的珠光体，片层较薄。 性能：硬度为230~320HBW，综合力学性能优于珠光体。 屈氏体（T）【600~550 ℃ 】 说明：屈氏体为极细片状珠光体，片层极薄。 性能：硬度330~400HBW, 综合力学性能优于索氏体。 补充说明：在珠光体型转变区内，转变温度越低（过冷度越大），则形成的珠光体片层越细。珠光