五钢的热处理1.pptVIP

Chapter 5 Steel heat treatment（I） 钢的热处理 学习要点 5.1 钢在加热和冷却时的组织转变 5.1.2 钢在加热时的组织转变 加热目的：实现钢的奥氏体化。将钢加热到临界温度以上，获得全部或部分奥氏体组织，并使其成分均匀化。 1. 奥氏体的形成机制（共析钢） (a) 形核：在F/Fe3C相界面上形核 (b) 晶核长大 F→A晶格重构 Fe3C溶解，C→A中扩散 (c) 残余Fe3C溶解 保温工序的目的：得到成分均匀的奥氏体，消除内应力，促进扩散 奥氏体均匀化 对亚共析钢：P + F 对过共析钢：P+Fe3CII 1. 影响奥氏体化因素 2. 奥氏体晶粒的长大及其控制措施 奥氏体化质量：要求获得细小均匀的奥氏体晶粒。 3. 影响奥氏体晶粒大小的因素 5.1.3 钢在冷却时的组织转变 冷却方式 1. 过冷奥氏体的等温转变 (1) 共析钢C曲线的建立 不同温度下的等温转变动力学曲线测定。 标出各温度下的转变开始和转变终了点，并标注在温度－时间对数坐标系中。 分别连接转变开始点和转变终了点构成两条线，形状像C，称为C曲线。 共析钢C曲线 (2) 过冷奥氏体等温转变产物的组织形态及性能 珠光体组成：F和Fe3C的机械混合物 形成特点：在固态下形核、长大是扩散型相变 形态：片状P A1 ~650℃：珠光体 P 650~600℃：索氏体 S（细P） 600~550℃：托氏体 T（极细P又称屈氏体） 珠光体片越细→HB↑，σb↑ C%相同时，球状P比片状P→HB↓，σb↓，δ↑ 贝氏体：过饱和F 和碳化物的机械混合物 形成特点：在固态下形核、长大是半扩散型相变 转变温度与形态： 550~350℃：上贝氏体 B上 350℃~Ms：下贝氏体 B下 性能： 转变℃↓ → F片细，过饱和度↑ Fe3C细小，弥散度↑ → HB↑， σb↑ 耐磨性↑ ，塑、韧性好 下贝氏体（lower bainite）形成机理 下贝氏体（lower bainite）形成机理：Fe原子不扩散，当形成温度降低后，碳的扩散能力也进一步下将，碳不能长距离扩散，Fe3C在F条内析出，其硬度高、韧好综合机械性能好。 马氏体组成：碳在α-Fe中的过饱和固溶体 形成特点： 在固态下形核、长大；无扩散型相变 变温形成，高速长大；转变不完全（C0.5%的钢中总有残余A） 形态： 板条M——低碳M（位错M）(0.2%C) 片状 M——高碳M（孪晶M）(1.0%C) 0.2~1.0%C之间的钢得到混合 M 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。过冷A转变为马氏体是一种非扩散型转变? 马氏体就是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。过饱和碳使α-Fe 的晶格发生很大畸变，产生很强的固溶强化。 马氏体的形成速度很快，过冷奥氏体不断转变为马氏体，是一个连续冷却的转变过程。 马氏体转变是不彻底的，总要残留少量奥氏体。残余奥氏体的含量与MS、Mf的位置有关。奥氏体中的碳含量越高，则MS、Mf越低，残余A含量越高。只在碳质量分数少于0.6%时, 残余A可忽略。 马氏体形成时体积膨胀（比容大）?。 　 奥氏体碳质量分数对残余奥氏体含量的影响 (3) 亚共析钢、过共析钢等温转变曲线 (4) 影响C曲线位置和形状的因素 2. 过冷奥氏体连续冷却曲线 （Continuous Cooling Transformation——CCT曲线） 等温冷却方式得到过冷奥氏体等温转变C曲线（TTT曲线） 连续冷却方式得到过冷奥氏体连续冷却转变CCT曲线 上贝氏体羽毛 羽毛状贝氏体（电镜照片） （基体为铁素体，条状碳化物于铁素体边缘析出） 下贝氏体（电镜照片） 针状铁素体上布有细小片状碳化物 (c) 马氏体转变（Martensite）Ms-Mf 低温转变 马氏体（M）：过饱和碳的在α-Fe固溶体。铁原子和碳原子均不能扩散。碳的重新分布和晶格类型的改组只能通过共格切变完成。 体心正方 f.c.c 晶格 0.77 0.77 C% A → M (过饱和F) 两种马氏体形态对比 亚结构 立体形态 金相形态 片状（孪晶）高碳M 条状（位错）低碳M 20钢低碳板条（位错）马氏体 低碳马氏体呈垂直交叉分布 （电镜） 黑色竹叶为M，白色基体为残余奥氏体 T12钢高碳 粗大(孪晶)马氏体 马氏体欣赏 45钢正常淬火的隐晶M（混合M） 65Mn820 ℃淬火 65Mn920 ℃淬火 65Mn1200 ℃淬火 1 高 硬 度 C%↑→HB↑ 马氏体的硬度主要取决于马氏体的含碳量即母相奥氏体的