机械工程材料-第一篇章至第四篇章机械工程材料.ppt

第四章 钢的热处理 第4章钢的热处理 4.1钢的热处理原理 4.2钢的整体热处理 4.3钢的表面热处理 4.4金属材料热处理工艺设计 通过本章的学习，了解热处理的基本原理，掌握常用热处理方法的特点、工艺、目的与应用。 1.常用材料热处理方法、工艺的选择 2. 常用热处理的目的与应用 第4章 钢的热处理 第4章 1 第4章 钢的热处理 第4章 2 采用适当方式对材料或工件在固态下进行加热、 保温和冷却，以获得预期组织结构，从而获得所需性能的工艺方法。 热处理的实质 热处理工艺 热处理的原理 热处理 加热、保温、冷却 组织转变规律 改变组织结构 性能 第4章钢的热处理 4.1 钢的热处理原理 4.1.1钢在加热时的组织转变 4.1.1钢在加热时的组织转变 第4章 3 ——奥氏体化的过程 大多数热处理工艺都要将钢加热到临界温度以上，获得 全部或部分奥氏体组织，即进行奥氏体化，加热时形成的奥 氏体的质量，对冷却转变过程及组织、性能有极大的影响。 通常将加热时的临界温度标为Ac1.Ac3.Accm；冷却时标 为Ar1.Ar3.Arcm。 4.1.1钢在加热时的组织转变 第4章 4 1. 奥氏体的形成 奥氏体晶核的形成 奥氏体晶核的长大 剩余渗碳体的溶解 奥氏体成分的均匀化 过共析钢的室温平衡组织为珠光体和渗碳体，当加热到 Ac1以上 时，珠光体将转变为奥氏体；加热到 Ac3以上时，全 部变成奥氏体组织。 共析钢(T8)的室温平衡组织为珠光体，当加热到Ac1以上时，珠光体将转变为奥氏体。 第4章 5 4.1.1钢在加热时的组织转变 亚共析钢的室温平衡组织为铁素体和珠光体，当加热到Ac1以上 时，珠光体将转变为奥氏体；加热到 Ac3以上时，全 部变成奥氏体组织。 第4章 6 (1)加热温度—随加热温度的提高，碳原子扩散速度增大，奥氏体化速度加快。 (2)加热速度—加热速度越快，过热度越大，发生转变的温度越高，转变所需时间就越短。 (3)钢中碳质量分数—碳质量分数增加时，渗碳体量增多，铁素体和渗碳体的相界面增大，因而奥氏体的核心增多，转变速度加快。 (4)合金元素—钴、镍等加快奥氏体化过程；铬.钼.钒等减慢奥氏体化过程。 (5)原始组织—原始组织中渗碳体为片状时，奥氏体形成速度快。 4.1.1钢在加热时的组织转变 影响奥氏体化的因素 2. 奥氏体晶粒的长大与控制 4.1.1钢在加热时的组织转变 第4章 7 (1)奥氏体晶粒度 本质晶粒度 起始晶粒度 本质粗晶粒 本质细晶粒 4.1.1钢在加热时的组织转变 第4章 8 钢的奥氏体晶粒大小直接影响冷却所得组织和性能。奥氏体晶粒细时，退火后所得的组织亦细，则钢的强度、塑性较好。淬火后得到的马氏体也细小，因而韧性得到改善。 生产中一般采用标准晶粒度等级图，由比较的方法来测定钢的奥氏体晶粒大小。晶粒度通常分8级，1~4级为粗晶粒度，5~8级为细晶粒度。 起始晶粒度 本质晶粒度 钢加热到930 ±10 ℃，保温8小时，冷却后测得的晶粒度叫本质晶粒度。表示奥氏体晶粒长大的倾向。 奥氏体化刚完成时的奥氏体晶粒。 4.1.1钢在加热时的组织转变 第4章 9 ① 加热温度和保温时间—温度高，时间长促进奥氏体 晶粒长大。 ② 钢的成分—碳含量增高时，晶粒长大的倾向增多。 钢中加入能形成稳定碳化物的元素和能 生成氧化物和氮化物的元素，有利于得 到本质细晶粒钢， ③加热速度—加热温度确定后，加热速度越快，奥氏 体晶粒越细小 (2)奥氏体晶粒大小的控制 4.1.2钢在冷却时的组