机械工程材料-ch4钢的热处理.ppt

; 第四章 钢的热处理 ( Heat Treatment of Steel );热处理概述;2.热处理的主要目的:改变钢的性能。;第一节 钢在加热时的组织转变;一.转变温度( transformation temperature );二、奥氏体的形成过程 奥氏体化也是形核和长大的过程，分为四步。现以共析钢为例说明：;F; 影响奥氏体形成的因素;三. 奥氏体晶粒度及对力学性能的影响;标准晶粒度等级; 钢的本质晶粒度示意图;二) 奥氏体晶粒大小对钢的 力学性能的影响;三）影响奥氏体晶粒长大的因素;第二节 钢在冷却时的组织转变;钢在热处理时的冷却方式;一.过冷奥氏体的等温冷却转变; 共析碳钢 TTT 曲线建立过程示意图;二) 共析碳钢 TTT 曲线的分析;三) 转变产物的组织与性能; 珠 光 体 形 貌 像;光镜形貌; 托 氏 体 形 貌 像;2.贝氏体型 ( B ) 转变 ( 550～230℃ ) :;上贝氏体转变过程; 上贝氏体组织金相图;2.贝氏体型 ( B ) 转变 ( 550～230℃ ) :; 下贝氏体组织金相图;上贝氏体强度与塑性都较低，无实用价值。 下贝氏体除了强度、硬度较高外，塑性、韧性也较好，即具有良好的综合力学性能，是生产上常用的强化组织之一。 ;3.马氏体型 ( M ) 转变 ( 230～ -50℃ ) :;;3)马氏体的晶体结构: 由于碳的过饱和作 用,使α – Fe晶格由面心立方变成体心 正方晶格。;4)马氏体的组织形态: 板条状 --- 低碳马氏体(＜0.2%C ); 30～50HRC ; δ = 9～17%。; 低碳板条状马氏体组织金相图;4)马氏体的组织形态: 针、片状 --- 高碳马氏体(＞1%C); 66HRC左右 ; δ ≈ 1%。; 高碳针片状马氏体组织金相图;5）马氏体转变的基本特征;即使冷却到Mf 点，也不可能获得100%的马氏体，总有部分奥氏体未能转变而残留下来，称残余奥氏体，用A’ 或?’ 表示。;奥氏体含碳量对马氏体转变温度的影响;;马氏体的碳浓度 Wc ? 100; 三、 影响 TTT 曲线形状 与位置的因素; 亚共析钢的TTT曲线 ; 过共析钢的TTT曲线;;2.奥氏体中含合金元素的影响: 除Co、Al (＞2.5% ) 外,所有合金元 素溶入奥氏体中,会引起:;3.加热温度和保温时间的影响: 加热温度越高, 保温时间越长, 碳化物溶解充分, 奥氏体成分均匀, 提高了过冷奥氏体的稳定性, 从而 使 TTT曲线向右移。;过冷奥氏体转变产物（共析钢） ;四.过冷奥氏体的连续冷却转变;Vk;二) 共析碳钢 TTT 曲线与CCT曲线的比较;稳定的奥氏体区;第三节 钢的退火与正火;一.钢的退火(Annealing of steel);三) 种类;1. 完全退火 将亚共析钢加热至Ac3以上20~30℃，保温足够时间奥氏体化后，随炉缓慢冷却，从而获得接近平衡状态的组织，这种热处理工艺称为完全退火。 完全退火的目的为： (1) 消除铸、锻件中存在的魏氏组织或带状组织，细化晶粒和均匀组织； (2) 消除铸、锻件中存在的内应力，降低硬度，便于切削加工。 完全退火只适用于亚共析钢，不适用于过共析钢。;2. 不完全退火 将亚共析钢在Ac1~Ac3之间或过共析钢在Ac1~Accm之间两相区加热，保温足够时间后缓慢冷却的热处理工艺，称为不完全退火。 不完全退火的目的是：改善珠光体组织，消除内应力，降低硬度以便切削加工。 亚共析钢不完全退火的温度一般为740~780℃，其优点是加热温度低，操作条件好，节省燃料和时间。;3. 球化退火 将过共析钢加热在Ac1上，保温后，当冷却到Ar1下缓慢冷却的热处理工艺，称为不完全退火 球化退火是一种将钢中渗碳体或碳化物由片状变为粒状，均匀分布在铁素体基体上的热处理工艺。主要用于过共析钢，是一种不完全退火。 球化退火的目的是：消除钢中的片状珠光体，代之以粒状珠光体。; 经球化退火后的组织有以下优点：由片状珠光体变为粒状珠光体，可降低钢的硬度，改善其切削加工性能；粒状珠光体加热时奥氏体晶粒不易长大，允许有较宽的淬火温度范围，淬火时变形开裂倾向小，能获得