机械制造基础项目3选用钢的热处理方法.pptxVIP

数控系统机床结构机械制造基础主讲人：编码用钢的热处理方法典型零件的选材与热处理工艺熟悉金属材料的性能其他常用工程材料选用认识非合金钢零件的锻压成型合金钢的选用零件的铸造加工目 录111312161415109金属切削原理分析铣削加工零件的焊接加工车削加工机械加工常用刀具选用其他切削加工方法常用金属切削机床磨削加工目 录项目导读热处理是改善金属材料使用性能和工艺性能的一种非常重要的工艺方法，它是强化金属材料，提高产品质量和寿命的主要途径之一。因此，绝大部分重要的机械零件在制作过程中都必须进行热处理。所谓钢的热处理是将钢在固态下以适当的方式进行加热、保温和冷却，以获得所需组织和性能的工艺过程。热处理工艺的种类很多，本章重点介绍了我国机械制造行业中金属热处理工艺的分类方法及选用任务3.1 钢的组织转变分析 任务3.2 钢的常规热处理方法选 用 认识非合金钢03任务浏览知识目标掌握热处理的作用、相图在热处理过程中的应用，固态相变的特点类型。熟练掌握钢在加热和冷却时的组织转变。掌握钢的热处理的目的、工艺及选用。任务3.3 钢的表面热处理方法选用能力目标在设计机械零件和选材时，能够根据零件的工作环境、零件所承受的载荷情况制定合理的热处理工艺。任务3.1 钢的组织转变分析3.1.1钢在加热时的组织转变 1.奥氏体的形成过程 钢在加热时奥氏体的形成过程也是一个形核和长大的过程。以共析钢为例，其奥氏体化过程可简单地分为四个步骤，如图3-2所示。 2.影响奥氏体转变速度的因素 (1)加热温度 (2)加热速度 (3)钢中碳含量 (4)合金元素 (5)原始组织任务3.1 钢的组织转变分析 3.奥氏体的晶粒度及其影响因素(1)奥氏体晶粒度 生产中一般采用如图3-3所示的标准晶粒度等级图由比较的方法来测定钢的奥氏体晶粒大小。晶粒度通常分八级，1~4级为粗晶粒度，5~8级为细晶粒度。(2)影响奥氏体晶粒度的因素 ①加热温度和保温时间。 ②钢的成分。任务3.1 钢的组织转变分析3.1.2钢在冷却时的组织转变冷却的方式通常有两种，即等温冷却和连续冷却。等温冷却。即将钢迅速冷却到临界点以下的给定温度，进行保温，使其在该温度下恒温转变，如图3-4曲线1所示。连续冷却。即将钢以某种速度连续冷却，使其在临界点以下变温连续转变，如图3-4曲线2所示。1.共析钢过冷奥氏体的等温转变图的特点共析钢过冷奥氏体的等温转变过程和转变产物可用其等温转变曲线（TTT）曲线图来分析，如图35所示。图中横坐标为转变时间(对数坐标)、纵坐标为温度。根据曲线的形状，过冷奥氏体等温转变曲线可简称为C曲线。C曲线的左边一条线为过冷奥氏体转变开始线，右边一条线为过冷奥氏体转变终了线。任务3.1 钢的组织转变分析3.1.2钢在冷却时的组织转变2.共析钢过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能(1)珠光体转变在A1～550 ℃之间，过冷奥氏体的转变产物为珠光体型组织，此温区称珠光体转变区。珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，渗碳体呈片状分布在铁素体基体上。转变温度越低，层间距越小。按层间距珠光体组织习惯上分为珠光体(P)、索氏体(S)和托氏体(T)。如图3-6～3-8所示。任务3.1 钢的组织转变分析3.1.2钢在冷却时的组织转变2.共析钢过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能(2)贝氏体型转变在550 ℃～Ms之间，过冷奥氏体的转变产物为贝氏体型组织，此温区称贝氏体转变区。贝氏体是碳化物(渗碳体)分布在碳过饱和的铁素体基体上的两相混合物。过冷奥氏体在550～350 ℃之间转变形成的产物称上贝氏体(B上)。如图3-9所示。过冷奥氏体在Ms～350 ℃之间的转变产物称下贝氏体(B下)。如图3-10所示。(3)马氏体转变当奥氏体被迅速过冷至马氏体点Ms以下时则发生马氏体转变。任务3.1 钢的组织转变分析3.1.2钢在冷却时的组织转变3.过冷奥氏体的连续冷却转变(1)共析钢的连续冷却转变图(CCT曲线)图中珠光体转变开始线以Ps表示，珠光体转变终了线以Pf表示，珠光体转变中止线以K线表示。Vk为马氏体临界冷却速度，又称上临界冷却速度，是钢在淬火时为抑制非马氏体转变所需的最小冷却速度。Vk′，为下临界冷却速度，是保证奥氏体全部转变为珠光体的最大冷却速度。（2)马氏体转变①马氏体转变的特点。铁原子沿奥氏体一定晶面，集体地(不改变相互位置关系)作一定距离的移动(不超过一个原子间距)，使面心立方晶格改组为体心正方晶格，碳原子原地不动，过饱和地留在新组成的晶胞中；增大了其正方度c/a,如图3-12所示。任务3.1 钢的组织转变分析3.1.2钢在冷却时的组织转变②马氏体的形态与特点。马氏体的形态有板条状和针状(或称片状)两种。碳含量在0.25％以下时，基本上是板条马氏体(亦称低碳