热处理钢的热处理原理.pptVIP

第八章 钢的热处理原理;本章重点：;一 热处理的定义及作用 1 热处理的定义：金属或合金在固态下于一定介质中加热到一定温度，保温一定时间，以一定速度冷却下来的一种综合工艺。;;;;2 热处理的意义及作用;二 热处理的条件; 为什么钢能热处理?;;;奥氏体化中成分组织结构的变化 以共析钢为例 F + Fe3C → A (727 ℃) 成分(C%) 0.0218 6.69 0.77 结构 体心立方 复杂斜方 面心立方;3 奥氏体形成热力学条件 热力学条件: T﹥A1 原因：以珠光体与奥氏体的体积自由能之差来提供驱动力以克服新相晶核的表面能及弹性能;A1;4 奥氏体形成过程（共析钢）; * 任何固态相变均需形核与长大过程 * 形核需要“三个起伏条件”： 成分起伏、结构起伏、能量起伏 ——故晶界或缺陷处易形核;5 亚共析钢、过共析钢的奥氏体化过程; 例：球化退火，要求获得粒状珠光体 → 要求A 中 C 不均匀 → 控制第三、四阶段;加热时影响奥氏体形成的因素及作用;三 奥氏体晶粒度及影响因素;标准晶粒度级别图;奥氏体有三种不同概念的晶粒度 (1) 初始晶粒度： 奥氏体转变刚结束时的晶粒大小。 ——通常极细小 (2) 实际晶粒度： 具体加热条件下获得的奥氏体晶粒大小 ①与具体热处理工艺有关： 热处理温度↑，时间↑ ，晶粒长大。 ②与晶粒是否容易长大有关 ——— 引入本质晶粒度概念;（3）本质晶粒度 指钢在特定的加热条件下，奥氏体晶粒长大的倾向性，分为本质粗晶粒度和本质细晶粒度。 测定方法：加热至930±10℃，保温8h， 若A晶粒1-4 级：本质粗晶粒度钢，5-8 级：本质细晶粒度钢。;关于本质晶粒度概念的要点：;机理： 难溶粒子的机械阻碍作用 例如：AlN、VN、TiN、NbN、ZrN;④ 是确定热处理工艺参数以及热处理质量的重要依据 “过热” ：热处理加热中A晶粒显著粗化 本质粗晶粒钢：须严格控制加热T、t ——需热处理件尽可能选择本质细晶粒钢; 例如：渗 C 用钢 20MnVB, 20CrMnTi —— 本质细晶粒度钢;2 影响奥氏体晶粒长大的因素;③ 成分影响 合金元素： 强烈阻碍：Al、V、Ti、Zr、Nb 原因：形成稳定的、难溶碳、氮化物细化晶粒或提高晶粒粗化温度。 中等阻碍：Cr、W、Mo 促进长大： B、Mn、P溶入 A 中降低了C 与 铁原子的结合力，促进铁的扩散，使晶粒长大。 碳含量：碳含量增加，晶粒长大倾向增大；超过某一奥氏体饱和碳浓度后，晶粒长大倾向减小。 ④冶金因素：冶炼中适当Al脱氧时，形成AlN，可以阻止晶粒长大，获得本质细晶粒。; § 8-3 钢在冷却时的转变; 1 高温转变产物;2 中温转变产物; 3 低温转变产物;热处理的两种冷却方式： 等温冷却 ——过冷奥氏体等温转变动力学曲线 连续冷却——过冷奥氏体连续转变动力学曲线;一 过冷奥氏体等温转变动力学曲线 (Temperature-Time-Transformation);; 2 要点; ① 不同温度下转变产物不同； 高温转变产物(A1~550℃)： 珠光体( P)——扩散型 中温转变产物(550℃~MS) ： 贝氏体( B)—半扩散型 低温转变产物(MS~Mf)： 马氏体( M)——非扩散型;② 存在孕育期 ——过冷奥氏体等温分解所需的准备时间 ——代表 A过冷稳定性。 ③ 存在鼻点： ——孕育期最短， A过冷最不稳定； ④ T转↓，产物硬度↑。 ⑤ 马氏体是过冷奥氏体连续冷却中的一种转变组织，非等温转变产物。将其画入，使过冷奥氏体等温转变曲线更完备、实用;亚共析钢、过共析钢C曲线 ：;亚共析钢、过共析钢C曲线 ： 以珠光体转变为例： 亚共析钢珠光体型转变式： A→F先共析 + P 过共析钢珠光体型转变式： A→ Fe3C先共析 + P ;① 多一条先共析相析出线； ②