鋼的熱處理原理

1、鋼的熱處理原理,§1 鋼的熱處理概述§2 鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變§3 鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變,§1熱處理概述,定義： 目的及重要性： 改善材料的組織結(jié)構(gòu) 提高性能 提高工件使用壽命 減低

2、成本 分類： 熱處理,,普通熱處理（四火：退火、正火、淬火、回火）表面熱處理 （表面淬火、化學(xué)熱處理）,§2 鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變,相變的熱滯現(xiàn)象 奧氏體化的概念完全奧氏體化不完全奧氏體化 加熱的目的及重要性,奧氏體的形成（奧氏體化過程）共析鋼的奧氏體化（P A）奧氏體晶核的形成

3、奧氏體晶粒的長大殘余滲碳體的溶解奧氏體成分的均勻化,鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變,,T加,奧氏體的形成（奧氏體化過程）亞共析鋼和過共析鋼的奧氏體化影響奧氏體轉(zhuǎn)變過程的因素加熱溫度和加熱速度含碳量原始組織合金元素,鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變,奧氏體晶粒的長大及控制奧氏體晶粒度的概念起始晶粒度實(shí)際晶粒度本質(zhì)晶粒度影響奧氏體晶粒度的因素（控制奧氏體晶粒大小的措施）TA、VA、tA成分原始組織新工

4、藝,鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變,,C：兩方面的影響Me：除Mn、P，均阻礙A長大,Al、Ti、Zr、V、W、Mo、Cr、Si、Ni、Cu 強(qiáng) 弱,基本概念：過冷奧氏體奧氏體的冷卻轉(zhuǎn)變過冷奧氏體轉(zhuǎn)變曲線 等溫冷卻曲線（TTT) 連續(xù)轉(zhuǎn)變曲線（CCT） 目的及重要性 轉(zhuǎn)變類型,§3

5、 鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變,,過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變（共析鋼） 珠光體轉(zhuǎn)變（高溫轉(zhuǎn)變）溫度范圍： A1 ～550（Ar1 ～550℃）轉(zhuǎn)變特征：擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變過程：轉(zhuǎn)變產(chǎn)物：P（片層狀 F 和 Fe3C 的機(jī)械混合物）,鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變,A→B,珠光體轉(zhuǎn)變,S 8000×,T 8000×,P 3800×,過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變（共析鋼） 貝氏體轉(zhuǎn)變（中溫轉(zhuǎn)變）溫度范圍： 550～230℃（Ms）轉(zhuǎn)變

6、特征：半擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變過程：分步進(jìn)行首先： A F 然后：C 從 F 中析出 550～350℃ B上 350～230℃ B下轉(zhuǎn)變產(chǎn)物：B （F 和 碳化物的機(jī)械混合物）,鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變,A→B,切變fcc bcc,,ε,貝氏體轉(zhuǎn)變,上貝氏體,下貝氏體,上貝氏體 500 ×,下貝氏體 500

7、 ×,鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變,過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變（共析鋼） 馬氏體轉(zhuǎn)變（低溫轉(zhuǎn)變）溫度范圍： 230 ～ -50℃（Ms～Mf）轉(zhuǎn)變特征：非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變過程： A M轉(zhuǎn)變產(chǎn)物：M馬氏體是碳溶于α-Fe中所形成的過飽和間隙固溶體,鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變,A→B,快速共格切變

8、 50m/s,bcc0.77%C,fcc0.77%C,M的形貌,板條狀M片狀M（針葉狀）,鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變,M形態(tài)與含碳量的關(guān)系混合M,M的形貌,材料：40Cr（800X）工藝情況：淬火、回火浸蝕方法：4%硝酸酒精溶液浸蝕組織說明：板條馬氏體及針狀馬氏體，為典型中碳馬氏體,[×500  正常淬火組織：隱晶馬氏體 高速鋼,隱晶M,產(chǎn)生體積膨脹（浮凸現(xiàn)象）產(chǎn)生組織應(yīng)力

9、在 Ms～Mf 之間進(jìn)行不能進(jìn)行到底 產(chǎn)生殘余奧氏體 （Ar、AR、A′）,鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變,M的組織特征,,bcc,,M,M轉(zhuǎn)變終止溫度,M轉(zhuǎn)變開始溫度,,硬度：與wc（%）有關(guān)板條狀M： 強(qiáng)度高、有一定的塑性和韌性片狀M 硬而脆,鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變,M的性能,過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線 TTT曲線的建立 （以金相硬度法為例）制成金相試樣并奧氏體化分組快冷

10、至A1以下不同溫度保溫 每隔一定時(shí)間取出一試樣水淬觀察顯微組織（輔以硬度測定） 確定相變點(diǎn)連接具有相同意義的點(diǎn),鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變,共析鋼 C 曲線簡介點(diǎn)、線、面分析 關(guān)于孕育期（τ）,過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線 影響TTT曲線（C 曲線）的因素含碳量的影響 合金元素的影響加熱條件的影響,鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變,用過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線分析鋼的連續(xù)轉(zhuǎn)變過程,鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變,,v=v1：爐

11、冷， a1 —開始點(diǎn) ， b1 —終了點(diǎn) ， 轉(zhuǎn)變?cè)谝粶囟葏^(qū)間內(nèi)（△T1）進(jìn)行，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物—Pv=v2：空冷， a2 —開始點(diǎn) ， b2 —終了點(diǎn) ， 轉(zhuǎn)變溫度降低，溫度區(qū)間變大，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物—Sv=v3：油冷， a3—開始點(diǎn) ， a3′— 無意義，