机械工程材料 教学课件 ppt 作者 徐先锋 何柏林 主编第7章 钢的热处理工艺.ppt

本章讨论的重点 7.5 钢的淬火 二、钢的淬透性和淬硬性 1．淬透性；淬火条件下得到M组织的能力，取决于VK（上临界冷却速度）。 2．淬硬性，钢在淬火后获得硬度的能力，取决于M中C%，C%↑→淬硬性↑。 7.5 钢的淬火 3．影响淬透性和淬硬性的因素——VK，C曲线 C% 亚共析钢 C%↑→淬硬性↑，过共析钢C%↑→淬硬性↓ 奥氏体化温度 T↑，t↑→淬透性↑ 合金元素 除Co%以外，C曲线右移，↑淬透性 未溶第二相 ↓淬透性 7.5 钢的淬火 4．淬透性的应用 （1）根据服役条件，确定对钢淬透性的要求——选材的依据；（2）热处理工艺制定的依据；（3）尺寸效应。 7.5 钢的淬火 工件表面和心部的冷速不同，淬火效果不同 淬透层 未淬透层 7.5 钢的淬火 钢的回火 将钢重新加热到A1温度以下某一温度保温、冷却的热处理工艺。 7.6 钢的回火 （3）低温区转变——马氏体转变 MS→Mf之间一个温度范围内连续冷却完成的，属于非扩散型转变。 特点： a. A过冷→M+A残余 7.3 钢在冷却过程中的组织转变 b. 转变产物：马氏体M，碳在α-Fe中的过饱和固溶体。 C%0.23%，板条状M C%1.0%，针状，马氏体 7.3 钢在冷却过程中的组织转变 3．共析钢等温转变组织——性能的关系 （1）珠光体型 转变温度降低，片间距小，细晶强化→强度、硬度、塑性、韧性提高 （2）贝氏体 B上：强度、韧性差 B下：硬度高，韧性好，具有优良的综合机械性能 c. 实质：T低→C无法扩散→非扩散性晶格切变→过饱和C的铁素体。 d. M转变的特征：①无扩散性 ②瞬时性 ③存在Ms,Mf ④不完全性 ⑤体积膨胀。 7.3 钢在冷却过程中的组织转变 （3）马氏体 硬度高 C%↑→HRC↑ 针状马氏体，硬而脆，塑、韧性差 板条状，强度高，塑性，韧性好 7.3 钢在冷却过程中的组织转变 4．亚（过）共析钢的等温冷却转变曲线 1、C曲线反映奥氏体的稳定性及分解转变特性，这些取决于奥氏体的化学成分和加热时的状态。 2、C曲线的形状位置，不仅对过冷奥氏体等温转变速度和转变产物的性能具有重要意义，而且对钢的热处理工艺也有指导性作用。 7.3 钢在冷却过程中的组织转变 影响C曲线的因素（一）A成分 1．含碳量 A中C%↑→C曲线右移：对亚共析钢，钢中C%↑，A中C%↑→C曲线右移；对过共析钢，一般在AC1以上A化，钢中C%↑，未溶Fe3C↑→有利于形核→C曲线左移；共析钢，C曲线最靠右边，稳定性最高。 7.3 钢在冷却过程中的组织转变 7.3 钢在冷却过程中的组织转变 2．合金元素，（CO%↑→左移） 除C0以外，所有合金元素溶入A中，增大过冷A稳定性——右移 非碳化物形成元素，Si,Ni, Cu, 不改变C曲线形状 强碳化物形成元素，Cr,Mo,W,V, Nb, Ti, 改变C曲线形状 除C0,Al 外，均使Ms,Mf 下降，残余A↑ 7.3 钢在冷却过程中的组织转变 7.3 钢在冷却过程中的组织转变 （二）A化条件的影响 加热温度和时间 A化温度↑，时间↑（成分均匀，晶粒大，未溶碳化物少，形核率降低）→A稳定性↑，C曲线右移 7.3 钢在冷却过程中的组织转变 三、过冷奥氏体的连续冷却转变 1．过冷奥氏体的连续冷却转变图　 PS：A→P开始线 Pf：A→P终止线 KK’ ：珠光体型转变终止线 Vk：上临界冷却速度（马氏体临界冷却速度）→M最小冷速 Vk’：下临界冷速→完全P最大冷速 7.3 钢在冷却过程中的组织转变 7.3 钢在冷却过程中的组织转变 2．连续冷却转变曲线和等温转变曲线的比较 （1）CCT位于TTT曲线右下方 A→P转变温度低一些，t长一些 （2）CCT无A→B转变 CCT测定困难，常用TTT曲线定性分析 7.3 钢在冷却过程中的组织转变 7.3 钢在冷却过程中的组织转变 3．C曲线的应用 （1）根据工件要求，确定热处理工艺。 （2）确定工件淬火时的临界冷速。 7.3 钢在冷却过程中的组织转变 （3）可以指导连续冷却操作 V1:炉冷（退火） P V2: 空冷，S，T V3：空冷，S，T V4：油冷，T+M+A V5 ：M+A （4）选择钢材的依据 （5）C曲线对选择淬火介质与淬火方法有指导。 7.3 钢在冷却过程中的组织转变 将钢件加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。 1．完全退火