钢的热处理原理和工艺.pptx

第 五 章钢的热处理原理和工艺; 热处理是改善金属材料使用性能和工艺性能的一种非常重要的工艺方法。 热处理是机械零件及工具制造过程中的重要工序。它担负着改善工件的组织和性能，充分发挥材料潜力，从而提高产品质量延长使用寿命的重要任务。 重要的机械零件必须经热处理才能获得良好的使用性能。; §1.钢的热处理原理及分类 一、热处理原理 1.定义 将钢在固态范围内，采用适当的方式进行 加热、保温和冷却，以获得所需要的组织结构 与性能的工艺方法。;2.工艺曲线; ;二、热处理的分类 ;;加热;; 钢在加热和冷却时的临界温度;;; 对于亚共析钢、过共析钢的奥氏体化过程： 1.亚共析钢： F + P → F + A → A 2.过共析钢： Fe3C + P → Fe3C + A → A ;3.奥氏体晶粒的长大 晶粒的长大主要是依靠较大晶粒吞并较小晶粒和晶界迁移的方式进行的。;4.奥氏体晶粒大小的实际意义： 钢中奥氏体晶粒的大小直接影响到冷却后的组织和性能。奥氏体晶粒细小，则其转变产物的组织也较细小，性能较好；反之，转变产物的组织则粗大，而且其性能也较差。 ;;; 共析钢等温冷却转变曲线图（C曲线或为TTT曲线） 表示：过冷奥氏体的等温 转变温度~转变时间~转变产物 的关系。;1）珠光体型转变区（ A1 ~ 550℃ ） ——高温等温转变 a）形成温度范围 A1 ~ 650℃ b）组织——珠光体（P） 粗片状珠光体 片层间距 0.4 μm C）性能 强度比较高，硬度适中 170 ~ 220HBW 有一定的塑性，具有较 好的综合 力学性能。;a）形成温度范围 650℃ ~ 600℃ b）组织——索氏体（S） 细片状珠光体 片层间距0.4 ~ 0.2μm C）性能 硬度为230 ~ 320HBW 综合力学性能优于 粗珠光体。;a）形成温度范围 600℃ ~ 550℃ b）组织——屈氏体（T） 极细片状珠光体 片层间距 0.2μm C）性能 硬度为330 ~ 400HBW 综合力学性能优于索氏体。 规律：形成温度↓；片层间距↓ ；硬度↑。 ;2）贝氏体型转变区（550℃ ~Ms ） ——中温等温转变 形成上贝氏体组织?? 组织组成： 铁素体+渗碳体 组织特征： 铁素体 ——长成板条状大致平行分布 渗碳体 ——呈粒状或短杆状分布在铁素体板条之间。 ;a）形成温度范围 550℃ ~ 350℃ b）组织——上贝氏体（B上） 形态呈典型羽毛状 C）性能 硬度为40 ~ 45HRC 强度低，塑性很差， 基本上没有使用价值。 ;下贝氏体组织 组织组成： 铁素体+渗碳体 组织特征： 铁素体 ——长成针片状，互不平行，有一定角度，形成分枝； 渗碳体 ——呈粒状或细小短条状分布在铁素体片内。;a）形成温度范围 350℃ ~ Ms b）组织——下贝氏体（B下） 形态呈黑色针叶状 C）性能 硬度可达45 ~ 55HRC 具有较高的强度及 良好的塑性和韧性。 采用等温淬火方法可获得B下，是各种复杂模具、量具、刀具热处理后的一种理想组织。;2）马氏体型转变区（Ms ~ Mf） ——低温连续转变 ①定义 碳在α-Fe中的过饱和固溶体 ——称为马氏体（用M表示） ②分类 根据碳含量不同分为： 低碳马氏体—— 0.20%C 高碳马氏体—— 0.25%C;低碳马氏体 组织特征： 呈 一束一束相互平行的 细条状板条。 性能特点： 硬度可达 HRC 45~50 ， 具有较高的强度 及良好的韧性。 ;高碳马氏体 组织特征： 断面呈针状或片状 性能特点： 硬度均在≥ HRC 60， 表现为硬度高而脆性大。 ;③马氏体的性能特点 1、硬度高，且随C%的增加而增加； 2、强度高，亦随C%的增加而增加。 ;④马氏体转变特点? a）过冷 A 转变为马氏体是一种非扩散型转变； b）马氏体转变是在一定温度范围内（Ms ~ Mf）的 连续冷却过程中进行