机械设计基础（第二章 金属材料热处理）.pptVIP

* 第二章 金属材料热处理 第一节 钢在加热时的组织转变 第二节 钢在冷却时的组织转变 第三节 退火与正火 第四节 淬 火 第五节 回 火 第六节 钢的表面热处理及化学热处理 第七节 热处理新技术简介 第八节 热处理工艺应用 教学重点： 教学难点： 1、掌握钢的热处理的工艺过程； 2、掌握钢在加热时的组织转变以及钢在冷却时的组织转变； 3、掌握主要的热处理方法的工艺过程及在生产中的应用。 1、钢的热处理的工艺过程； 2、钢在加热或冷却时的组织转变； 3、主要的热处理方法。 钢在加热或冷却时的组织转变。 教学目标： 把固态金属材料在一定介质中的加热、保温和冷却，以改变其组织和性能的一种工艺。 钢 的 热 处 理 溶渗 多元共渗 渗金属 渗其他非金属 氮碳共渗 渗氮 碳氮共渗 渗碳 化学热处理 等离子化学气相沉积 化学气相沉积 物理气相沉积 表面淬火和回火 表面热处理 固溶热处理和时效处理 固溶热处理 稳定化处理 调质 回火 淬火 正火 退火 整体热处理  热处理 第一节　钢在加热时的组织转变 临界温度 平衡时：A1、 A3、Acm 加热时：Ac1、 Ac3、Accm 冷却时：Ar1、Ar3、Arcm 钢加热（冷却）时Fe－Fe3C状态图 1．奥氏体的形成 —— Fe，C原子扩散和晶格改变的过程。 共析钢加热到Ac1 以上时， P → A 共析钢A化过程 —— 形核 、长大、 Fe3 C 完全溶解、C 的均匀化。 亚（过）析钢的A化 —— P → A 后，先共析 F 或 Fe3CⅡ 溶解。 §2－1 钢在加热时的组织转变 影响A转变速度的因素 加热温度和速度↑→ 转变快 C%↑或 Fe3 C片间距↓ → 界面多，形核多 → 转变快 合金元素 → A化速度↑或↓ A 晶粒度 　　加热温度，保温时间↑ → 晶粒尺寸↓ 　　合金碳化物↑，C% ↓ → 晶粒尺寸↓ §2－1 钢在加热时的组织转变 第二节　钢在冷却时的组织转变 1．过冷A的等温转变 2．过冷A的连续冷却转变 连续和等温冷却曲线 1. 过冷A的等温转变 过冷A :T A1时，A不稳定。 高温转变，A1 ~ 550℃ 过冷A → P 型组织 中温转变，550℃ ~ MS 过冷A →贝氏体 ( B ) 低温转变，MS ~ Mf 过冷A →马氏体 ( M ) §2－2 钢在冷却时的组织转变 P 型组织 —— F + 层片状 Fe3C 珠光体 P索氏体 S屈氏体 T 层片间距：P S T 珠光体 P ，3800× 索氏体 S 8000× 屈氏体 T 8000× §2－2 钢在冷却时的组织转变 高温转变过程 —— 晶格改变和Fe，C原子扩散。 光学显微照片 1300× 电子显微照片 5000× 45钢，上B+下B，×400 中温转变（550℃ ~ MS） —— C原子扩散， Fe原子不扩散 §2－2 钢在冷却时的组织转变 连续冷却 转变方法 炉冷→ P 空冷→ S 油冷→ T+M+A 水冷→ M+A　　 52～58HRC 12～14 7～8 720 1 000 水 冷 却 170～240 45～50 15～18 340 670～720 空气冷却 160～200 49.3 32.5 280 530 炉内缓冷 HBS (HRC) /% δ/% ós/MPn ób/MPn 冷却方法 连续冷却 转变产物 §2－2 钢在冷却时的组织转变 55 － 双凸透镜状 40左右 － 板条状 M 马氏体 最大 Ms～Mf 45～50 － 黑片(针)状 B下 下贝氏体 更大 约350℃～Ms 40～45 － 羽毛状 B上 上贝氏体 大 约550～350℃ 35～40 约0.1μm 极细片状 T 托氏体 较大 约600～550℃ 25～35 约0.1～0.3μm 细片状 S 索氏体 中 约650～600℃ 25 约0.3μm 粗片状 P 珠光体 小 A1～650℃ 转变产物硬度 HRC 层片间距 组织形态 代表符号 转变产物 过冷程度 转变温度范围 共析钢过冷奥氏体转变温度与转变产物的组织和性能 §2－2 钢在冷却时的组织转变 第三节 退火与正火 预备热处理工艺 处理工件毛坯，为以后切削加工和最终热处理做组织