第三章.钢的热处理演示文稿.ppt

第三章 钢的热处理 ;热处理：通过加热、保温和冷却来改变 钢的内部组织，使钢能够获得新性能的 工艺方法 目的：改变钢的性能 碳钢存在三种可逆的固态转变： 1. A的形成与分解 沿A1线：加热时，P→A，冷却时A→P 2. F的溶解与析出 沿A3线：加热时，F→A，冷却时A→F 3. Fe3CⅡ的溶解与析出 沿Acm线：加热，Fe3CⅡ→A，冷却，A→Fe3CⅡ; ; 第一节 钢在加热时的转变;;二、A晶粒大小;第二节 过冷奥氏体转变曲线; ② 转变类型; 2. 转变过程及产物;② 贝氏体转变 ;3、影响C曲线的主要因素; ① 碳含量的影响 ;二、过冷奥氏体连续转变曲线;在钢经过A化后的连续冷过程中，过冷A仍 然会向P、B和M进行转变 但由于此时过冷A可能会先后经过不同的 转变区，可能会发生不同的组织转变 且冷速不同，可能发生的转变也不同 所以，过冷A的连续冷却转变较为复杂 建立A连续冷却转变曲线的基本的方法是 金相法 金相法：就是组织观测法;例如：将一组共析钢式样A化后，以某一相 同的冷却速度对这些试样进行连续冷却，并 相隔不同的时间将这些试样分别淬入水中 通过组织观测，就能判断出每一个试样在这 一连续冷过程中，是否发生了组织转变？ 发生的是哪种转变？转变到了那种程度？ 从而能确定出各种转变所对应的温度和时间;贝氏体是由过饱和碳的F和Fe3C所组成的 混合物 A向贝氏体转变，不仅需要碳的扩散，而 且还要进行铁的晶格重组 当A的成分不均匀时，能导致过饱和碳的F 和Fe3C的形成 当碳在A中的分布能够满足B的形 核要求时，B转变的孕育效果就能 达到100%;在冷速较快的连续冷却过程中，大量碳原子 的扩散很难进行，因此，当A被冷至B转变 区时，碳的重新分布很难完成 A的孕育效果不能达到100%，A向 B的转变就不能进行 在共折钢的连续冷却转变曲线上，就不 会出现B转变区 ;;Vk和Vk1是A转变的两个临界状态 冷速小于Vk1时， A会发生珠光体型转变 冷速大于Vk时，A会发生马氏体转变 冷速处于Vk1 ～ Vk时，A会向托氏体和马氏 体转变 Vk是A在连续冷却过程中 能全部形成M的最小冷速 Vk1是A在连续冷却过程 中只能形成珠光体型组织 的最大冷速 ; 临界冷却速度V临: A能直接转变成 M 的最小 冷却速度 ;第三节 钢的普通热处理; 一、钢的退火;退火类型 适用范围 退火目的;共析钢和过共析钢的球化退火组织： 从表面能较高的片状渗碳体向表面能较低的 球状渗碳体转化，也是自由能降低的自发过程 要想获得球状珠光体，在球化退火时，A中必 须要存富碳区和未溶解的渗碳体颗粒 球状P的体积大于片状P，球状P形成的A， 体积大于片状P形成的A 球状P形成的A向M转变时，钢的体积膨胀较 小，内应力较小，不容易产生变形和开裂; ;正火的目的：; ;淬火加热温度的选择： 过共析钢在ACcm温度以上加热淬火的害处： ① 零件在淬火过程中的变形开裂倾向显著增大 ② 淬火钢中的残余A数量增多，钢的硬度降低，零 件的尺寸不稳定性增大 ③ 钢的耐磨性下降 ; 钢在连续冷却时的淬火组织：; 冷却能力：盐水 ＞ 水 ＞ 油 ;③ 分级淬火 将工件淬入温度为Ms＋﹝10～ 30 ﹞ ℃的硝盐浴中保温 2～5分钟，再对工件进 行空冷的淬火方法 优点：冷却特性好 缺点：只能用于尺寸较小、变形要求较小的工模具 ④ 等温淬火 将工件淬入温度为 Ms + 30℃的 盐浴中保温半小时以上，直到下B转变结束后，再 将工件进行空冷的淬火方法 缺点：只能用于尺寸较小、变形要求较小的工模具 优点：冷却特性好 ;; （四） 钢的淬透性;合金钢的淬透性优于碳钢 碳钢中，共析钢的淬透性最好 零件截面性能要求一致时，应该选用高 淬透性钢制造，使零件整个截面均能获得M 对全部淬硬反而会影响使用性能的零件，应 选用低淬透性钢制造 ; 四、钢的回火; ① 消除淬火应力，避免工件在淬火应力作 用下发生变形与开裂 ② 通过碳的扩散和碳化物的析出，来降低M中的缺陷密度和碳在M中的过饱和度，使M能向稳定状态转变 ③ 使残余A向稳定状态转变，使钢的组织和工件的形状尺寸能趋于稳定 ④ 调整钢的组织，使工件获得所需的性能 ;回火：将淬火钢重新加热到A1以下某一温度 保温一定时间后，再将钢冷却至室温的工艺 过程 回火过程：是淬火M和残余A的分解，碳化物 的析出和长大，过饱和碳的 α －Fe的回复 和再结晶过程 回火组织转变的四个阶段： ①