《材料成型与控制基础》课件——钢的热处理.pptxVIP

钢的热处理材料成型与控制基础

1.钢在加热时的组织转变

案例导入什么是钢的热处理热处理是一种重要的加工工艺，在制造业被广泛应用，热处理技术在我国有着悠久的历史。图片来源：CCTV节目官网-央视网（）

时间温度相变点热加保温冷却案例导入什么是钢的热处理将钢在固态下加热到预定温度、并在此温度保持一定时间，然后以适当的速度冷却下来，从而改变其内部组织结构，得到预期性能的一种工艺方法。

根据加热、冷却方式及钢组织性能变化特点不同，将热处理工艺分类如下：案例导入热处理分类化学热处理表面热处理退火正火淬火回火化学气相沉积表面淬火渗碳碳氮共渗、及其他物理气相沉积渗氮普通热处理热处理

目录CONTENTS钢的相变点01奥氏体化过程及影响因素02奥氏体晶粒大小及其控制03

钢的相变点（一）铁碳平衡相图共析钢缓慢加热，温度超过A1，P→A。缓慢冷却，温度低于A1，A→P；EACcmAcmArcmAr1A1AC1Ac3A3Ar3温度，℃——GP奥氏体奥氏体+铁素体奥氏体+渗碳体铁素体+渗碳体珠光体珠光体QC,%加热和冷却对临界转变温度的影响

钢的相变点亚共析钢缓慢冷却时，温度低于GS线（A3），A→F。（一）铁碳平衡相图EACcmAcmArcmAr1A1AC1Ac3A3Ar3温度，℃——GP奥氏体奥氏体+铁素体奥氏体+渗碳体铁素体+渗碳体珠光体珠光体QC,%加热和冷却对临界转变温度的影响

钢的相变点过共析钢缓慢冷却时，温度低于ES线（Acm），A→Fe3C。A1、A3、Acm称钢加热或冷却过程中组织转变的平衡临界温度。（一）铁碳平衡相图EACcmAcmArcmAr1A1AC1Ac3A3Ar3温度，℃——GP奥氏体奥氏体+铁素体奥氏体+渗碳体铁素体+渗碳体珠光体珠光体QC,%加热和冷却对临界转变温度的影响

钢的相变点加热或冷却速度较快→组织转变不在平衡临界温度发生，相变点与平衡相图有差异，存在滞后现象。为区别平衡临界温度，实际加热临界温度加下标“c”，冷却加“r”。（二）实际热处理中

钢的相变点Ac1：加热时P→A开始温度Ac3：加热时F→A终了温度Accm：加热时Fe3CⅡ→A终了温度（二）实际热处理中

钢的相变点Ar1：冷却时A→P开始温度Ar3：冷却时A→F开始温度Arcm：冷却时A→Fe3CⅡ开始温度（二）实际热处理中

奥氏化过程及影响因素热处理加热分两种加热是热处理的第一道工序在相变点（Ac1）以下加热，不发生相变；在相变点（Ac1）以上加热，获得均匀的奥氏体组织的过程，称奥氏体化。

奥氏化过程及影响因素奥氏体化也是形核和长大的过程。现以共析钢为例说明结构：体心立方复杂晶格面心立方说明：①成分的变化：铁、碳原子的扩散②铁晶格改组：铁原子扩散?

奥氏化过程及影响因素?奥氏体化过程是扩散型相变，包括四个阶段：①奥氏体形核；②奥氏体长大；③剩余渗碳体溶解；④奥氏体成分均匀化。奥氏体化也是形核和长大的过程。现以共析钢为例说明

根据热力学，A的晶核在F与Fe3C相界面处形核→满足结构起伏、能量起伏、成分起伏（一）奥氏体形核奥氏化过程及影响因素

原子扩散距离最短相界处原子混乱，易接受新结构能量高提供相变所需（一）奥氏体形核奥氏化过程及影响因素形核原因

A晶核在相界面形成以后→出现新相界面：A/F；A/Fe3C;A长大是A/F向F推移和A/Fe3C向Fe3C推移的过程。A长大除碳原子扩散外，还有铁原子扩散，同时还有晶格改组。（二）奥氏体长大奥氏化过程及影响因素

A在F中的长大速度大于Fe3C，F总是比Fe3C消失得早，铁素体全部转变为A。奥氏体晶粒彼此接触，即奥氏体长大完成。（三）剩余渗碳体溶解奥氏化过程及影响因素

渗碳体全部溶解后，奥氏体碳浓度不均匀（四）奥氏体成分均匀化奥氏化过程及影响因素→原来渗碳体区域碳浓度高，铁素体区域碳浓度低。→必须经过长时间保温，通过碳在奥氏体中的扩散，奥氏体碳浓度区域均匀化。→最后获得单一均匀的奥氏体。

亚共析钢和过共析钢的奥氏体形成过程与共析钢基本相同，存在两种情况：奥氏化过程及影响因素温度仅超过A1，原始组织中P转变为A，留有一部分先共析相，这过程称不完全奥氏体化过程；当温度超过Ac3或Accm，并保温足够长时间后，才获得均匀单一A相，这过程称为完全奥氏体化过程；EACcmAcmArcmAr1A1AC1Ac3A3Ar3温度，℃——GP奥氏体奥氏体+铁素体奥氏体+渗碳体铁素体+渗碳体珠光体珠光体QC,