第五章_钢铁热处理(精品 值得参考).ppt

第五章 钢铁热处理 第一节 钢在加热时的组织转变 二、奥氏体的形成过程 三、影响奥氏体转变的因素 四、奥氏体晶粒度及其影响因素 第二节 钢在冷却时的组织转变 一、共析钢过冷奥氏体等温转变曲线的建立 二、珠光体型转变 三、贝氏体型转变 四、马氏体型转变 五、影响C曲线的因素 六、过冷奥氏体的连续冷却曲线 第三节 钢的整体热处理 二、正火 1. 淬火加热温度 2、淬火冷却介质 3、淬火方法 4、淬火组织缺陷 5、钢的淬透性 1. 淬火钢的回火过程中的转变 2. 回火组织的性能 3. 回火脆性 4. 回火种类及其应用 第六节 钢的表面热处理 一、表面淬火 二、化学热处理简介 三、渗碳 四、其他化学热处理 2. 加热温度和保温时间 奥氏体中的含碳量对C曲线有明显的影响，注意奥氏体的含碳量和钢的含碳量在转变的过程中是不一致，如钢的含碳量各不相同，但缓慢冷却到A1温度，奥氏体的含碳量均向S点看齐。与共析钢相比，在亚共析钢中，随着含碳量的增加，C曲线右移，即转变的孕育期和转变时间都加长；在过共析钢中，随着含碳量的增加，C曲线也左移，即转变的孕育期和转变时间都减少，先析出的碳化物会促使奥氏体的分解，所以共析钢的奥氏体是最稳定的。在一般的碳钢中，鼻子处的孕育期仅不到一秒钟。 随着加热温度的提高，保温时间的加长，奥氏体的均匀化程度高，不利于转变形核，不利于过冷奥氏体的分解，或称奥氏体的稳定性得到提高，C曲线右移。 3. 合金元素的影响 除Co以外，几乎所有元素都会使C曲线右移，即提高奥氏体的稳定性。此外，大量合金元素的加入，还会改变C曲线的形状，具体的分析到合金钢章节再讲。 1. CCT(Continuous Cooling Transformation)曲线 将奥氏体化后的材料置于某一定的介质中冷却，随着时间的推移，材料的温度不断下降，奥氏体的分解过程在不同的温度下进行，得到的组织就较复杂。冷却环境不同，或冷却介质不同，材料的冷却速度也就不相同，得到的产物也不相同，对应的性能将不相同。这就是连续冷却过程，为了研究连续冷却过程的转变规律，许多钢也建立了相应的冷却曲线(建立方法与TTT曲线的相同)，即连续冷却曲线，也称CCT曲线。 2. 碳钢的CCT曲线分析 如果将TTT曲线用虚线画在同一图中，比较后发现： ①珠光体型转变对应转变曲线没有明显的差别，开始和结束点滞后，CCT曲线在TTT曲线的右下方。连续转变的孕育期较等温转变要长一些，即转变稍滞后。 ②贝氏体转变被抑制不能发生， 在CCT曲线上有一奥氏体转变中止线，只有部分奥氏体分解，随后的一段时间内，剩余的奥氏体并不发生转变，直到马氏体点后，发生马氏体转变，所得组织为T＋M＋A’； ③马氏体点及以下的状态，连续冷却曲线和等温冷却转变曲线没有明显的差别。 3. 碳钢连续冷却转变的组织 ①冷却速度小于5℃/S时，如随炉冷却过程，得到珠光体。随着冷却速度加快，转变类型相同，组织从珠光体、索氏体、屈氏体，即层片不断细化，同一冷却速度不同的转变阶段转变产物也有一定的差别。 ②冷却速度大于VK=138℃/S时，不与曲线相交,全部得到M＋A’，这个冷却速度称为临界冷却速度或上临界冷却速度。把VK’=33℃/S称为下临界冷却速度，小于这个速度冷却则无马氏体转变。 ③在上下临界冷却速度之间，如在油中冷却，通过了珠光体型转的开始线，未通过转变结束线，而通过转变的停止现，得到的组织为T＋M＋A’ 一、退火 退火：将组织偏离平衡状态的钢加热到适当的温度，保温一定时间，然后缓慢冷却(例如随炉冷却)，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺叫做“退火”。 1．完全退火 方法：将亚共析钢加热到Ac3以上30~50℃，保温一定时间，缓慢冷却(随炉冷却或埋入石灰、干沙中自然冷却)到500℃以下，取出空冷。 目的：先得到均匀的奥氏体，缓慢冷却转变基本接近相图描述转变过程，得到接近平衡组织，降低硬度，便于加工，消除内应力。 用途：碳钢和合金结构钢的锻、铸、轧制型材，可以作为一般要求工件的最终热处理，大多为重要零件的预先热处理。 2.等温退火 方法：加热方法同上(将亚共析钢加热到Ac3以上30~50℃，保温一定时间)，在加热温度到珠光体开始转变前快速冷却(打开炉门，甚至吹风)到珠光体转变温度区等温保温到珠光体转变完毕后，取出空冷。 目的和用途同完全退火，组织控制较好，操作要求也相应高一些。 3. 球化退火 方法：将过共析钢加热到Ac1以上30~50℃，保温较长时间，冷却到Ar1温度附近时要足够慢的冷却(保温冷却，比随炉冷却还要缓慢)。 目的：最终组织为铁素体的基体上均匀分布颗粒状的渗碳体，称为球状珠光