机械制造基础16.ppt
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1、1.6 刚的热处理,1.6.1 钢在加热时的转变 1.6.2 钢在冷却时的转变 1.6.3 常用钢的热处理,1.6 钢的热处理,1.6.1 钢在加热时的转变,钢的热处理是指将钢在固态下施以不同的加热、保温、冷却,改变其内部(或表面的)组织,从而获得所需的性能的工艺过程。 热处理通常分为普通热处理(包括退火、正火、淬火、回火)、表面热处理(包括表面淬火、化学热处理)和特殊热处理(如磁场热处理、形变热处理)几种主要方法。 热处理可以消除上一工艺过程所产生的缺陷,为下一工艺过程创造条件,也可以直接提高工件使用性能,是充分发挥钢材潜力,提高产品质量、延长工件使用寿命的工艺方法。 任何一种热处理都是由加
2、热、保温和冷却三个阶段组成 (如图所示)。,1.6 钢的热处理,1.6.1 钢在加热时的转变,在 Fe-Fe3C相图中,A1、A3和Acm是碳钢在极其缓慢的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。如图所示,实际加热时各临界点分别用Ac1、Ac3和Accm线表示,而实际冷却时各点临界位置分别用Ar1、Ar3和Arcm线表示。,1.6 钢的热处理,1.6.1 钢在加热时的转变,热处理工艺曲线示意图 碳素钢加热冷却温度临界点,1.6 钢的热处理,1.6.1 钢在加热时的转变,将共析钢加热到Ac1时便发生珠光体向奥氏体的转变。
3、奥氏体的形成过程分三个阶段,如图所示 。,1奥氏体的形成,a) 形核,b) F向A转变 渗碳体溶解,c) A中残余渗碳体溶解,d) A成分均匀化,1.6 钢的热处理,1.6.1 钢在加热时的转变,2奥氏体晶粒的长大,奥氏体晶粒形成后,继续加热或保持恒温,它们将聚集长大,即由小晶粒合并为较粗大的晶粒。由热力学原理可知,这是一种必然发生的过程,因为晶粒合并将使晶界总面积减少,从而使总晶界能降低。,1.6 钢的热处理,1.6.2 钢在冷却时的转变,加热钢使其奥氏体化只是热处理的第一步,而冷却过程则是热处 理的关键一步。 在热处理生产中,奥氏体冷却时发生转变的温度通常都低于临界点,即有一定的过冷度,为
4、了了解奥氏体在冷却过程的相变规律,通常采用两种方法:,1)把钢加热到奥氏体化后,快速冷却到A1以下,在不同过冷度下等温,测定奥氏体的转变过程,绘出奥氏体等温转变曲线。 2)在不同冷却速度(如炉冷、空冷、油冷、水冷)的连续冷却过程中测定奥氏体的转变过程,绘出奥氏体连续冷却转变曲线。这两种曲线能正确说明奥氏体的冷却条件与组织转变间的相互关系,是热处理的理论基础 。,1.6 钢的热处理,1.6.2 钢在冷却时的转变,1过冷奥氏体等温转变动力及TTT曲线,转变动力学研究转变量与转变温度和时间的关系,以及影响这种关系的因素。 如将奥氏体后的共析钢急冷至A1以下的某个温度,并在该温度下保温,设法测定过冷奥
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