机械制造基础 教学课件 ppt 作者 吴东平 于慧 主编 黄丽燕 林贵端 副主编第三章 钢的热处理1.pptVIP

课前提问 1.影响铸铁石墨化的因素？ ①化学成分②冷却速度 2.蠕墨铸铁、灰铸铁、球墨铸铁的力学性能好坏排序如何？ 球墨铸铁﹥蠕墨铸铁﹥灰铸铁 二、热处理的特点 　　与铸造、压力加工、焊接和切削加工等不同，它不改变工件的形状和尺寸，只改变工件的性能，如提高材料的强度和硬度，增加耐磨性，或者改善材料的塑性、韧性和加工性等。 　　经过热处理的零件，可以使各种性能得到很大的改善和提高，充分发挥金属材料的潜力，延长机械的使用寿命和节约金属材料，如在机床、汽车、拖拉机制造中80%的零件要热处理。至于刀具、量具、模具和滚动轴承等则要100%进行热处理。 　　实例：1.弹簧的热处理。 2.錾子的热处理。 2.奥氏体晶粒的长大及控制 （1）长大 当珠光体刚全部转变为奥氏体时，奥氏体晶粒还是很细小的。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。晶粒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。 （2）控制 ①加热温度和保温时间 ②加热速度 ③合金元素 课前提问 1.热处理工艺有哪几大类？ 2.奥氏体晶粒的大小如何控制？ （一）过冷奥氏体等温转变曲线  把用共析钢制的同样尺寸（φ1.5mm的圆片） 的试样分成若干组，使其奥氏体化后，然后把各组试样分别投入Ar1点以下不同温度,如700℃，600℃，500℃，400℃，300 ℃，200 ℃等温盐浴炉中进行等温转变，并每隔一定时间取出其中一个放于显微镜下观察它们的组织变化。测定奥氏体在各个温度下组织转变开始与终了时间，最终的组织和性能。将测定结果绘在温度－时间坐标图中，把各试样转变开始点联结起来，形成转变开始线；把各试样转变终了点联结起来，形成转变终了线。这样就得到过冷奥氏体等温转变曲线，如图所示。 3．低温转变产物（≤ 230 ℃） →马氏体。  （碳在α-Fe中的饱和固溶体） 转变温度在Ms及Mf之间。转变特点是：过冷度极大，转变温度很低，碳原子和铁原子的动能很小，都不能扩散。 用符号M表示。 　　共析钢奥氏体过冷到230℃（Ms）时，开始转变为马氏体， 随着温度下降，马氏体逐渐增多，过冷奥氏体不断减少，直至-50℃（Mf）时，过冷奥氏体才全部转变成马氏体。所以Ms与Mf 之间的组织为马氏体和残余奥氏体。 马氏体的硬度和强度主要取决于马氏体中的含碳量，而马氏体中的含碳量与原来奥氏体中的含碳量相同。当奥氏体中的含碳量超过0.5%时,随含碳量的增加,淬火后钢中残余奥氏体的量增多,钢的硬度就会有所下降。 针片状马氏体硬度高、脆性大；板条状马氏体不仅硬度、强度较高，且韧性、塑性也较好。近年来在生产中日益广泛地采用低碳马氏体。 马氏体的电阻率比奥氏体和珠光体高，还具有强磁性和高矫顽力，所以永久磁铁材料多为马氏体组织。 * * 化学工业出版社 第三章 钢的热处理 本章要求： 1．掌握热处理的基本原理。 2．掌握常用热处理工艺方法及其应用。 重点分析： 各种热处理工艺操作方法及其应用。 第三章 钢的热处理 第一节 钢在加热时的转变 一、概述 热处理的定义：将固态金属采用适当的方式进行加热 、保温和冷却以获得所需组织结构与性能的工艺。 钢的热处理不仅可以改善其组织和性能，还可以改善其加工性能。更重要的是赋于零件的最终性能的关键工序。不少零件加工成形后并不能直接使用，而是必须进行热处理后才能使用。 热处理方法很多，根据工艺类型、工艺名称和实现热处理的加热方法、将热处理工艺分为两类。 1.整体热处理：包括退火、正火、淬火和回火等。 2.表面热处理：包括表面淬火、渗碳、渗氮、碳氮共渗。 第一 节 钢在加热 时的转变 热处理的工艺要素是温度和时间。任何热处理过程都是由加热、保温和冷却三个阶段组成的。因此，要掌握钢的热处理原理，主要就是要掌握钢在加热和冷却时的组织转变规律。 图3-1 热处理工艺曲线 温度 时间 0 加热 保 温 冷却 第一 节 钢在加热 时的转变 第一 节 钢在加热 时的转变 三、钢在加热时的组织转变 钢在实际加热和冷却时不可能非常缓慢，因此，钢中的相转变不能完全按铁碳合金相图中的A1、A3和Acm线，而有一定的滞后现象，即出现过热（加热时）或过冷（冷却时）现象。 　　 加热或冷却时的速度越大， 组织转变偏离平衡临界点的程度也越大。为区别起见，把冷却时的临界点记作Ar1、 Ar3 、Arcm；加热时的临界点记作Ac1、A1c3、Accm。 1.奥氏体的形成过程 加热是热处理的第一道工序，目的就是使钢奥氏体化。以