第四章 材料改性处理.ppt

二、A体化及影响因素 一、过冷A等温冷却转变 600℃ 500℃ 700℃ 4、Ms Mf 5、转变T↓→转变产物硬度↑ （二）、过冷A转变产物分析 上贝氏体：550-350℃产物 羽毛状 转变过程：A晶界贫C区F晶核形成/晶内长大→排C→A富C区→F片间析出断续小条、小片状Fe3C→羽毛状B上。 特点：片状Fe3C割裂F基体 →强韧性差 （三）、影响C-曲线的因素： C0.77%时，C%↑→A稳定性↑→C-曲线右移；（先共析F析出） 二、过冷A连续冷却转变 实际多数热处理工艺是连续冷却,所以连续冷却转变研究更具有特别重要的意义. 三、TTT曲线与CCT曲线比较 差异： TTT 曲线在CCT曲线左上方→临界冷却速度Vc/TTT临界冷却速度Vc/CCT； 共析钢CCT曲线无B转变 4.1.3 钢的普通热处理 一、退火：将钢加热到适当温度，保温后缓慢冷却（随炉冷或砂冷）的热处理工艺—预备热处理。 球化退火：使钢中碳化物变成球状/颗 粒的热处理工艺； 二、正火：将钢加热到Ac3（亚共析钢）或Accm（过共析钢）以上30-50℃，保温后在空气中冷却，得当P类（如S）组织的热处理工艺。 加热温度T： 5、淬火缺陷及预防 （一）、淬火钢回火时组织性能变化 M分解（100-200℃）：M共格析出ε-FexC→M过饱和度↓正方度↓内应力→回火M：低饱和度的固溶体基体上分布极细的ε-碳化物的组织。 回火类型 六、钢的淬透性和淬硬性 4.1.4 钢的表面热处理 表面淬火：将钢件表面迅速加热到A化温度后急冷，使表层形成M组织而心部保持不变的热处理工艺。 火焰加热表面淬火 特点： 设备简单，容易操作，灵活性较大，但淬火质量不够稳定。 主要用于单件小批生产及大型工件的表面淬火。 二、化学热处理：将钢件置于一定的化学介质中加热、保温，使介质中一种或几种元素渗入工件表面，从而改变钢表层化学成分和组织的热处理工艺。 渗C：低C低合金钢 渗N/N化：在A1以下（520-600℃）使活性N渗入钢件表层的化学热处理工艺。 表面淬火、渗碳和氮化三种方法的比较 4.2 热处理与机械零件设计的关系 4.方法 ① 单液淬火 用于形状简单的小件 ② 双液淬火 　碳钢 ─ 水淬油冷 合金钢 ─ 油淬空冷 用于形状复杂的重要件。 　 ③ 分级淬火 用于截面较小，形状复杂的小件 ④ 等温淬火 用于要求高硬度和强韧性、形状复杂、截面较小的重要件 硬度不足/不均匀：↑V冷/氧化脱C/↑温度，时间，消除F软点； 变形、开裂：结构设计/预备热处理/↓温度，时间/冷却介质及方法/及时回火。 四、回火：将淬火钢加热到Ac1以下某一温度保温后，冷却至室温度的热处理工艺。 目的：消除应力，↓脆性；稳定尺寸 （M+A’非稳定相，有向稳定组织转化要求）； 调整性能。 残A分解（200-300℃）：M→M回→体积↓→残A压力↓→B下（少量）→回火M+ B下（少量） 。 T回形成（300-500℃）：C扩散能力↑→饱和α固溶体→F/（ε-FexC→Fe3C失去共格）→T回：F基体上分布极细颗粒状Fe3C。 S回形成（500-650℃）：F片/板条再结晶、F等轴化/Fe3C→内应力完全消失→多边形等轴晶F+较大颗粒Fe3C→S回。 性能变化：200℃，硬度无变化；200-300℃，硬度微降 （残A分解），300℃，T↑→强硬度↓塑韧性↑。 1、低温（150-250℃）回火：↓应力/脆性↑塑韧性，保持高硬度58/64HRC和耐磨性。组织：M回+残A，对象：高C工具钢、模具钢、轴承钢、表面淬火/渗C钢。 2、中温（350-500℃）回火：高的弹性极限和屈服强度及合适韧性。组织：T回，弹簧。 3、高温（500-650℃）回火：S回，综合性能好，结构件如：齿轮、轴、连杆等。—调质处理。 回火脆性：淬火钢在250-400℃和450-650℃两个温度区间回火后，其韧性下降的现象。 1、低温回火脆性：原因：C化物在M片、条、束边界析出，基体割裂。措施：回避、等温淬火。 2、高温回火脆性：原因：复杂，微量杂志晶界析出 措施：回火快冷/加Mo. 合金元素对回火转变的影响 a. 提高回火稳定性 b. 产生二次硬化 c. 增大回火脆性 回火脆性：指随回火温度升高时，在250-400度和450-650度两个区 出现冲击韧性明显下降的脆化现象。 回火工艺及其应用 回火类