金属材料热处理.ppt

淬透性的应用：（1）淬透性大的工件易淬透，组织和性能均匀一致；（2）淬火性大的工件在淬火时，可选用冷却能力较小的淬火介质以减小淬火应力。（3）对受力大而复杂的工件，为确保组织性能均匀一致，可选用淬透性大的钢。（4）当要求工件表面硬度高，而心部韧性好时，可选用低淬透性钢。钢的淬硬性是指淬火后马氏体所能达到的最高硬度，淬硬性主要决定于马氏体的碳含量。第55页，共86页，星期日，2025年，2月5日回火1、定义：回火是把淬火后的钢件，重新加热到A1以下某一温度，经保温后空冷至室温的热处理工艺。2、目的：淬火钢件经回火可以减少或消除淬火应力，稳定组织，提高钢的塑性和韧性，从而使钢的强度、硬度和塑性、韧性得到适当配合，以满足不同工件的性能要求。3、回火过程的组织变化：第一阶段（室温～250℃）：马氏体中的过饱和碳原子析出，形成碳化物FexC，得到回火马氏体组织。第56页，共86页，星期日，2025年，2月5日第二阶段（230～280℃）：马氏体继续分解，同时残余奥氏体转变为过饱和固溶体与碳化物，得到回火马氏体组织。第三阶段（260～360℃）：马氏体继续分解，碳原子继续析出使过饱和α固溶体转变为铁素体；回火马氏体中的FexC转变为稳定的粒状渗碳体，得到铁素体和极细渗碳体的机械混合物，即回火屈氏体。第四阶段（400℃以上）：碳化物聚集长大，温度越高碳化物越大，得到粒状碳化物与铁素体的机械混合物，即回火索氏体。第57页，共86页，星期日，2025年，2月5日回火的目的是降低应力和脆性，获得回火马氏体组织，使钢具有高的硬度、强度和耐磨性。低温回火一般用来处理要求高硬度和高耐磨性的工件，如刀具、量具、滚动轴承和渗碳件等。（HRC≥60）4、回火的种类：1）低温回火（150～250℃）2）中温回火（350～500℃）回火的目的是获得回火屈氏体，具备高的弹性极限和韧性，并保持一定的硬度，主要用于各种弹簧，锻模、压铸模等模具。（35≤HRC≤45）第58页，共86页，星期日，2025年，2月5日3）高温回火（500～650℃）回火的目的是具备良好的综合机械性能（较高的强度、塑性、韧性），得到回火索氏体组织。一般把淬火加高温回火的热处理称为“调质处理”。适用于中碳结构钢制作的曲轴、连杆、连杆螺栓、汽车拖拉机半轴、机床主轴及齿轮等重要机器零件。（28≤HRC≤33）第59页，共86页，星期日，2025年，2月5日需要指出，有些钢在250～400℃和450～650℃的范围内回火时，其冲击韧性比在较低温度回火时还显著下降，这种脆化现象称为回火脆性。在250～400℃回火时出现的脆性称为低温回火脆性，又叫第一类回火脆性；而在450～650℃温度范围内回火时出现的脆性称为高温回火脆性，也叫第二类回火脆性。为防止低温回火脆性，通常的办法是避免在脆化温度范围内回火。防止高温回火脆性的方法是加热后快冷。第60页，共86页，星期日，2025年，2月5日钢的表面热处理钢的表面淬火表面淬火是将工件表面快速加热到淬火温度，然后迅速冷却，仅使表面层获得淬火组织，而心部仍保持淬火前组织的热处理方法。1、火焰表面淬火：火焰表面淬火是氧炔焰等高温热源将工件表面许速加热到形变温度以上，然后立即进行低温回火，或利用工件内部余热自身回火。这种方法可获得2～6mm的淬透深度，设备简单，成本低，适于单件或小批量生产。第61页，共86页，星期日，2025年，2月5日固态相变的热力学条件：固态相变的热力学所涉及的问题主要是反应能不能进行，即新相能否形成，最根本的就是反应过程△G＜0是否成立。与液态凝固时相比较，固态相变形核增加了一项应变能，即△G＝－V△GV＋Sσ＋V△Ge式中：V为新相体积；S为新、旧相的界面积；△GV和△Ge分别表示形成单位体积新相时自由能和应变能；σ表示新、旧相界单位面积的界面能。第23页，共86页，星期日，2025年，2月5日固态相变的动力力学条件：固态相变的动力学主要讨论相变进行的速率问题，固态相变的速率是形核率和长大速率的函数，即与相变温度有关的函数。动力学除了讨论固态相变过程中的形核和晶粒长大的速率问题，还包括外界条件（温度、压力和磁场）和组分对相变过程的影响及控制相变产物的组成等内容。第24页，共86页，星期日，2025年，2月5日固态相变的晶体学：固态相变的晶体学主要描述晶体中原有相与新相之间的晶体学关系，如晶体结构、点阵常数等，分析新相