六章节钢热处理.ppt
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1、第六章 钢的热处理,钢的热处理:将钢在固态下采用适当的方式进行加热、保温和冷却,以获得所需要的组织结构与性能的工艺。 热处理的工艺过程包括加热、保温和冷却三个阶段,它可用温度一时间坐标图形来表示,称为热处理工艺曲线。 热处理工艺曲线,钢的热处理可分为以下三类:,1.整体热处理:对工件整体进行穿透加热的热处理工艺。常用的有退火、正火、淬火和回火。 2.表面热处理:仅对工件表层进行热处理以改变其组织和性能的工艺。常用的是表面淬火和回火。 3化学热处理:将工件置于一定温度的活性介质中保温,使一种或几种元素渗入它的表面,以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。常用的有渗碳、渗氮、碳氮共渗、氮碳共渗等
2、。,第一节 钢在加热时的组织转变,FeFe3C平衡图(钢的部分)标明了钢的组织转变情况,但实际上加热时的实际相变温度总要比平衡临界温度高些,一般把加热时的临界点加注脚“C”字;冷却时的转温度总要比平衡临界点低,一般把奥氏体冷却时的实际转变温度加注脚“r”。,第一节 钢在加热时的组织转变,FeFe3C平衡图(钢的部分)标明了钢的组织转变情况,但实际上加热时的实际相变温度总要比平衡临界温度高些,一般把加热时的临界点加注脚“C”字;冷却时的转温度总要比平衡临界点低,一般把奥氏体冷却时的实际转变温度加注脚“r”。,第二节 奥氏体在冷却时组织的转变,过冷奥氏体:被过冷到A1以下暂时存在的奥氏体。 过冷奥
3、氏作发生转变的方式有两种:等温转变和连续冷却转变。,一、过冷奥氏体的等温转变,1奥氏作等温转变图(“C”曲线),2奥氏体等温转变产物,(1)珠光体类组织 (a)珠光体 (b)索氏体 (c)托氏体,(2)贝氏体类组织,(a)上贝氏体 (b)下贝氏体,二、过冷奥氏体的连续冷却转变,1过冷奥氏体的连续冷却转变图 共析钢连续转变曲线和产物 亚共析钢连续转变曲线和产物 过共析钢连续转变曲线和产物,二、过冷奥氏体的连续冷却转变,1过冷奥氏体的连续冷却转变图 共析钢连续转变曲线和产物 亚共析钢连续转变曲线和产物 过共析钢连续转变曲线和产物,二、过冷奥氏体的连续冷却转变,1过冷奥氏体的连续冷却转变图 共析钢连
4、续转变曲线和产物 亚共析钢连续转变曲线和产物 过共析钢连续转变曲线和产物,二、过冷奥氏体的连续冷却转变,1过冷奥氏体的连续冷却转变图 共析钢连续转变曲线和产物 亚共析钢连续转变曲线和产物 过共析钢连续转变曲线和产物,过冷奥氏体的连续冷却转变有以下特点:,(1)转变在一个温度范围内进行,转变产物不均匀。而且,冷却速度愈大,转变温度愈低,转变的温度范围愈大,先后转变出的产物就愈不相同。 (2)共析碳钢的连续冷却转变图没有拐弯以下部分,故连续冷却时得不到贝氏体组织(有些钢的连续冷却转变图有贝氏体转变部分,则连续冷却时也能得到贝氏体)。 2、马氏体转变(低温转变) 马氏体临界冷却速度(临界淬火速度VK
5、):钢在淬火时获得全部马氏体组织的最小冷却速度。 (1)马氏体的组织形态与性能 马氏体 :C溶于aFe中的过饱和固溶体。,马氏体的显微组织主要有两种形态: 板条马氏体和片状马氏体,板条马氏体 针状马氏体,M与C质量分数之间关系曲线,M与C质量分数之间关系曲线 马氏体的硬度主要取决于A的含碳量。,(2)马氏体转变的主要特点,1)马氏体在一定温度范围内变温形成。过冷奥氏体向马氏体转变,从一定的温度MS开始,到Mf转变终止,与冷却速度无关。 2)转变不彻底,有残余奥氏体。 “冷处理”:将高碳钢(Mf0)淬火后继续冷却到0以下,尽可能消除残余奥氏体。 三、影响C曲线位置和马氏体临界冷却速度的主要因素,
6、第三节 钢的退火与正火,一、钢的退火 退火: 将钢加热到适当温度,保持一定时间,然后缓慢冷却的热处理工艺。 1完全退火:将钢完全奥氏体化(加热到Ac3+3050),保温一定时间,随之缓慢冷却,获得接近平衡状态组织的退火工艺。 2球化退火:将钢件加热到Ac1以上1030,保温一定时间后随炉缓冷,或在略低于A1温度等温足够时间后冷却,使钢中碳化物球状化,获得球状珠光体组织。,第三节 钢的退火与正火,一、钢的退火 退火: 将钢加热到适当温度,保持一定时间,然后缓慢冷却的热处理工艺。 1完全退火:将钢完全奥氏体化(加热到Ac3+3050),保温一定时间,随之缓慢冷却,获得接近平衡状态组织的退火工艺。
7、2球化退火:将钢件加热到Ac1以上1030,保温一定时间后随炉缓冷,或在略低于A1温度等温足够时间后冷却,使钢中碳化物球状化,获得球状珠光体组织。,3去应力退火:加热到500650,保温足够时间,然后随炉缓冷至200300C出炉空冷。 二、钢的正火 正火:将钢件加热到上临界点(Ac3或Accm)以上3050,保温适当时间后在静止的空气中冷却的热处理工艺。 第四节 钢的淬火 淬火:将钢件加热到Ac3或Ac1以上某一温度,保持一定时间(使奥氏体化),然后以适当速度冷却,获得马氏体和(或)贝氏体组织的热处理工艺。,1、钢的淬火温度 亚共析钢的淬火温度一般为Ac3+3050,过共桥钢的淬火温度一般为A
8、c13050。 2、淬火的加热保温时间 淬火的加热保温时间大多采用经验公式计算,并经过试验确定加热保温时间。 3、淬火介质 加入(510)的食盐的水溶液常用于碳钢的淬火。油(机油、锭子油、变压器油等)常用于合金钢的淬火。,4、淬火内应力 由于钢件不同部位存在着温度差别而导致热胀冷缩不一致所引起的应力称为热应力。 由于工件各部位相转变的不同时性所引起的内应力,称为相变应力。 5、常用的淬火方法 常用的淬火方法,4、淬火内应力 由于钢件不同部位存在着温度差别而导致热胀冷缩不一致所引起的应力称为热应力。 由于工件各部位相转变的不同时性所引起的内应力,称为相变应力。 5、常用的淬火方法 常用的淬火方法
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