13材料的强化原理.pptVIP

第 4 章 材料的强化与处理 钢的热处理 加热和冷却时的相变点 钢在加热时的转变 影响奥氏体晶粒大小的因素 钢在冷却时的转变 共析钢C曲线分析 珠光体转变 珠光体性能 贝氏体转变 马氏体转变 马氏体性能 影响C曲线的因素 钢的退火 完全退火和等温退火 球化退火和扩散退火 去应力退火和再结晶退火 正火 正火与退火比较 钢的淬火 淬火冷却条件 冷处理和局部淬火 钢的淬透性 淬硬性与淬透性 钢的回火 回火时的性能变化 回火种类 高温回火和调质 回火硬度与回火温度 回火脆性 钢的表面热处理 感应加热表面淬火 感应加热淬火的特点 化学热处理 渗碳组织 热处理零件设计要求 化学热处理 表面淬火 对轴、齿轮、凸轮的机械性能要求 表面：硬，耐磨，耐疲劳 M 心部：塑，韧，耐冲击 F，P 解决思路： 选材 低淬透性材料 工艺 只改变表层组织 同时改变表层组织、成分 表面热处理 交流电频率↑ 集肤效应明显 加热层薄 淬硬层薄 交流电频率↑↑ 涡流全部集中在最表层 分类：高频（200~300 KHz），超音频（20~40 KHz） 中频（2.5~8 KHz），工频（50 Hz） 特点： ① 加热速度快，时间短 表层为极细的隐晶M → 硬度高 脆性低 σ-1↑ ② 变形小，不易氧化脱碳 ③ 易机械化、自动化 ④ 设备价贵，维修调整困难 适用于：需淬硬层薄的中、小零件 多用于：中碳钢、中碳合金钢 *工程材料与材料成型基础 * —— 固态下，通过加热、保温、冷却、改变组织得到所需性能的工艺方法。 特点：在固态下，只改变工件的组织，不改变形状和尺寸 目的：改善材料的使用、工艺性能 基本过程：加热 → 保温 → 冷却 分类： 1 普通热处理 退火、正火 淬火、回火 2 表面热处理 表面淬火 化学热处理 Ac1 A1 Ar1 Ac3 A3 Ar3 Accm Acm Arcm S P G Q E F F+P P P+Fe3CⅡ A F+A A+ Fe3CⅡ ℃ C% 加热工序的目的：得到奥氏体 奥氏体形成过程： 形核 在 F / Fe3C相界面上形核 晶核长大 F→ A晶格重构 Fe3C 溶解，C→ A中扩散 3 残余Fe3C溶解 Ac1~Accm Accm以上 Ac3以上 奥氏体均匀化 对亚共析钢： P + F 对过共析钢：P+Fe3CⅡ Ac1~Ac3 A+F A A+Fe3CⅡ A 保温工序的目的： 得到成分均匀的奥氏体，消除内应力，促进扩散 影响奥氏体晶粒大小的因素： 加热温度↑，保温时间↑→ A晶粒长大快 加热速度↑→ A晶粒细 含碳量↑→ A晶粒细 原始组织细→ A晶粒细 A1 ℃ t 等温冷却 连续冷却 过冷奥氏体：在A1以下，未发生转变的不稳定奥氏体。 按等温冷却方式测定，得到过冷奥氏体等温转变曲线：C曲线（TTT曲线） 按连续冷却方式测定，得到过冷奥氏体连续冷却转变曲线：CCT曲线 ℃ t A1 CCT C曲线 Ms 孕育期 —— 表示过冷A 的稳定程度 四个区域： 奥氏体稳定区 过冷奥氏体区 转变产物区 转变区 C曲线形状 三种转变类型 高温转变区：P型转变 中温转变区：B型转变 低温转变区：M型转变 1 珠光体组成：F 和 Fe3C 的机械混合物 2 形成特点： 在固态下形核、长大 是扩散型相变 3 形态： 片状 A1 ~650℃ ：珠光体 P 650~600℃ ：索氏体 S （细P） 600~550℃ ：托氏体 T （极细P又称屈氏体） 球状 —— Fe3C 呈球状 珠光体片越细→ HB↑，σb↑ C%相同时，球状 P 比片状 P →HB↓，σb↓，δ↑ 1 贝氏体组成：过饱和F 和 碳化物的机械混合物 2 形成特点： 在固态下形核、长大 是半扩散型相变 3 转变温度与形态： 550 ~350℃