《机械制造基础》 自考 课件 第5章 钢的热处理.pptx

第5章钢的热处理本章要点15.1钢的热处理及钢在加热时的转变5.2钢在冷却时的转变5.3钢的热处理工艺5.4钢铁表面防护处理

5.1钢的热处理及钢在加热时的转变机械制造基础第5章钢的热处理25.1.1概述是指将钢在固态下施加不同的加热、保温和冷却的工艺方法使钢的内部组织结构发生变化，从而获得所需性能的工艺过程。1.钢的热处理2.热处理的分类根据加热、冷却方式的不同及组织、性能变化特点的不同：（1）普通热处理。包括退火、正火、淬火和回火等。（2）表面热处理。包括感应淬火、火焰淬火、电接触淬火等。（3）化学热处理。包括渗碳、渗氮和碳氮共渗等。按照热处理在零件生产过程中所处的位置和作用不同：预备热处理。最终热处理。

5.1钢的热处理及钢在加热时的转变机械制造基础第5章钢的热处理35.1.2钢在加热时的组织转变Fe-Fe3C相图是确定钢加热温度的理论基础。将钢缓慢加热，1）共析钢加热到超过A?温度时，珠光体全部转变为奥氏体；2）亚共析钢加热温度超过A?后，珠光体转变为奥氏体；继续加热到温度超过A?后，铁素体也全部溶入奥氏体。3）过共析钢加热温度超过A?后，珠光体转变为奥氏体；继续加热到温度超过Acm后，渗碳体也全部溶入奥氏体。A1、A3和Acm是碳钢在极其缓慢地加热或冷却时的转变温度，是平衡临界点。在实际生产中，不可能极其缓慢地加热和冷却，因此不可能在平衡临界点进行组织转变。实际加热时各临界点分别用Ac1、Ac3和Accm表示，而实际冷却时各临界点位置分别用Ar1、Ar3和Arcm表示。1.加热温度的确定加热、冷却时钢的临界点

5.1钢的热处理及钢在加热时的转变机械制造基础第5章钢的热处理45.1.2钢在加热时的组织转变将共析钢加热到Ac?时，便发生珠光体向奥氏体的转变。奥氏体的形成过程分三个阶段：（1）奥氏体晶核形成及长大。在珠光体团界面（P/P）及铁素体渗碳体界面（F/Fe3C）形成奥氏体晶核，并逐步长大，形成奥氏体晶粒。（2）残留渗碳体的溶解。随着保温时间的延长，残余渗碳体不断溶入奥氏体，直至全部消失为止。2.奥氏体的形成共析钢中奥氏体形成过程示意图a）奥氏体晶核形成b）奥氏体晶核长大c）残留渗碳体的溶解d）奥氏体均匀化（3）奥氏体均匀化。当残余渗碳体完全溶解后，奥氏体中碳浓度仍是不均匀的，继续延长保温时间，通过碳原子的扩散获得均匀的奥氏体。

5.1钢的热处理及钢在加热时的转变机械制造基础第5章钢的热处理55.1.2钢在加热时的组织转变奥氏体晶粒形成后，继续加热或恒温保持，它们将聚集长大，即由小晶粒合并为较粗大的晶粒。奥氏体晶粒大小，决定了其冷却后转变产物的晶粒大小和性能。因此，总是希望经加热能获得细小而均匀的奥氏体晶粒。一般来说，加热温度过高，保温时间过长，奥氏体晶粒就粗大。其中，加热温度的影响更为显著。所以，热处理总是根据材料的不同化学成分严格控制加热温度和保温时间。3.奥氏体晶粒的长大及其影响因素

5.2钢在冷却时的转变机械制造基础第5章钢的热处理65.2.1冷却方式加热钢使其奥氏体化只是热处理的第一步，冷却过程是热处理的关键工序，它决定着钢在热处理后的组织与性能。45钢加热到840°C，经不同条件冷却后所获得的力学性能不同。1.热处理后的组织与性能45钢加热至840°C奥氏体化后，不同条件冷却后的力学性能表冷却方法Rm/MPaReL/MPaA（%）Z（%）硬度（HRC）随炉冷549.315~18空气中冷却6701845~5018~24油中冷204840~50水中冷812~1452~60

5.2钢在冷却时的转变机械制造基础第5章钢的热处理75.2.1冷却方式热处理常采用等温冷却（如等温淬火）和连续冷却（如炉冷、空冷、水冷等）两种冷却方式奥氏体等温冷却和连续冷却示意图1-等温冷却2-连续冷却等温冷却转变是指将加热到奥氏体状态的钢，快速冷却到低于A1的某一温度，并等温停留一段时间，使奥氏体发生转变，然后再冷却到室温，曲线1。连续冷却转变是将把加热到奥氏体状态的钢，以不同的冷却速度连续冷却到室温，曲线2。

5.2钢在冷却时的转变机械制造基础第5章钢的热处理85.2.2过冷奥氏体的等温冷却转变在热处