钢的热处理-《工程材料》机械专业

《钢的热处理-《工程材料》机械专业》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第五章钢的热处理改善钢的性能，主要有两条途径：一是合金化，这是下几章研究的内容；二是热处理，这是本章要研究的内容。第5章钢的热处理热处理(heattreatment)：将固态金属或合金在一定介质中加热、保温和冷却，以改变整体或表面组织，从而获得所需材料性能的工艺过程。为简明表示热处理的基本工艺过程，通常用温度—时间坐标绘出热处理工艺曲线。5.1概述——①什么是热处理？在机床制造中约60-70%的零件要经过热处理。在汽车、拖拉机制造业中需热处理的零件达70-90%。热处理是一种重要的加工工艺，在制造业被广泛应用。模具、滚动轴承100%需经过热处理。总之，重要零件都需适当热处理后才能使用。5.1

2、概述——②热处理的重要性热处理区别于其他加工工艺如铸造、压力加工等的特点是只通过改变工件的组织来改变性能，而不改变其形状。铸造轧制适用于固态下发生组织转变的材料，不发生固态相变的材料不能用热处理来强化。5.1概述——③热处理的特点及适用范围热处理原理：描述热处理时钢中组织转变的规律；热处理工艺：根据热处理原理制定的温度、时间、介质等参数。(a)940淬火+220回火（板条M回+A’少）(b)(c)(d)940淬火+820、780、750淬火（板条M+条状F+A’少）(e)940淬火+780淬火+220回火（板条M回+条状F+A’少）(f)780淬火+220回火（板条M回+块状F）20CrMn

3、Ti钢不同热处理工艺的显微组织5.1概述——④热处理的分类根据加热、冷却方式及钢组织性能变化特点不同，将热处理工艺分类如下：普通热处理表面热处理热处理退火正火淬火回火表面淬火——感应加热、火焰加热等化学热处理——渗碳、渗氮、碳氮共渗等5.1概述——④热处理的分类预备热处理——为随后的加工（冷拔、冲压、切削）或进一步热处理作准备的热处理。最终热处理——赋予工件所要求的使用性能的热处理。预备热处理最终热处理W18Cr4V钢热处理工艺曲线时间温度/℃5.1概述——⑤预备热处理与最终热处理钢加热时的实际转变温度分别用Ac1、Ac3、Accm表示；冷却时的实际转变温度分别用Ar1、Ar3、Arcm表示

4、。铁碳相图中PSK、GS、ES线分别用A1、A3、Acm表示；实际加热或冷却时存在着过冷或过热现象。5.1概述——⑥临界温度与实际转变温度加热是热处理的第一道工序。加热分两种：一种是在A1以下加热，不发生相变；另一种是在临界点以上加热，目的是获得均匀的奥氏体组织，称奥氏体化。钢坯加热5.2钢的加热转变第一步奥氏体晶核形成：首先在与Fe3C相界形核；第二步奥氏体晶核长大：晶核通过碳原子的扩散向和Fe3C方向长大；第三步剩余Fe3C溶解：铁素体的成分、结构更接近于奥氏体，因而先消失；残余的Fe3C随保温时间延长继续溶解直至消失；第四步奥氏体均匀化：Fe3C溶解后，其所在部位碳含量仍很高，通

5、过长时间保温使奥氏体成分趋于均匀。奥氏体化也是形核和长大的过程，分为四步。现以共析钢为例说明：5.2钢的加热转变——(1)奥氏体形成过程亚共析钢和过共析钢的奥氏体化过程与共析钢基本相同。但由于先共析或二次Fe3C的存在，要获得全部奥氏体组织，必须相应加热到Ac3或Accm以上。5.2钢的加热转变——(1)奥氏体形成过程珠光体向奥氏体转变完成时，奥氏体的晶粒很细小，称此为起始晶粒度；随着加热温度升高和保温时间延长，会出现晶粒长大现象，在给定温度下的奥氏体晶粒度称为实际晶粒度；把钢加热到930±10℃保温8h，冷却后测得的晶粒度定为本质晶粒度；有些钢其奥氏体晶粒随温度的升高迅速长大，这种钢称为

6、本质粗晶粒钢；有些钢其奥氏体晶粒长大倾向较小，只有加热到较高温度(930-950℃以上)时，才显著长大——本质细晶粒钢。5.2钢的加热转变(2)奥氏体晶粒大小及其影响因素奥氏体晶粒大小对钢的力学性能的影响：奥氏体晶粒均匀细小，热处理后钢的力学性能提高；粗大的奥氏体晶粒在淬火时容易引起工件产生较大的变形甚至开裂。箱式可控气氛多用炉真空热处理炉5.2钢的加热转变(2)奥氏体晶粒大小及其影响因素热加时间温度临界温度连续冷却等温冷却5.3钢的冷却转变稳定的奥氏体区过冷奥氏体区A向产物转变开始线A向产物转变终止线A+产物区产物区A1～550℃高温转变区；P转变区。550～230℃中温转变区；贝氏体(B

7、)转变区。230～－50℃低温转变区；马氏体(M)转变区。时间(s)1021031041010300800-100100200500600700温度(℃)0400A1MsMf①共析钢C曲线5.3钢的冷却转变——(1)过冷奥氏体的等温转变过冷奥氏体在A1到550℃间将转变为珠光体类型组织；铁素体与渗碳体片层相间的机械混合物；转变温度越低，层间距越小；根据片层厚薄不同,又细分为珠光体(P)、索氏体(S)和屈氏体(