机械工程材料 第三版第3章成.ppt

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1、第3章钢的热处理3.1钢的热处理原理3.2钢的整体热处理3.3钢的表面热处理3.4金属材料热处理工艺设计目录1本章重点内容学习目的通过本章的学习，了解热处理的基本原理，掌握常用热处理方法的特点、工艺、目的与应用。1.常用材料热处理方法、工艺的选择2.常用热处理的目的与应用第3章钢的热处理第3章2第3章钢的热处理第3章3采用适当方式对材料或工件在固态下进行加热、保温和冷却，以获得预期组织结构，从而获得所需性能的工艺方法热处理的实质热处理工艺热处理的原理热处理加热、保温、冷却组织转变规律改变组织结构性能第3章钢的热处理热处理的工

2、艺曲线:时间温度临界温度热加保温冷却第3章钢的热处理第3章4热处理的主要目的:改变钢的性能。热处理的应用范围:整个制造业。热处理的分类热处理普通热处理表面热处理退火;正火;淬火;回火;表面淬火化学热处理感应加热淬火火焰加热淬火渗碳;渗氮;碳氮共渗;第3章钢的热处理第3章53.1钢的热处理原理3.1.1钢在加热时的组织转变3.1.1钢在加热时的组织转变第3章6——奥氏体化的过程大多数热处理工艺都要将钢加热到临界温度以上，获得全部或部分奥氏体组织，即进行奥氏体化，加热时形成的奥氏体的质量，对冷却转变过程及组织、性能有极大的影响。通

3、常将加热时的临界温度标为Ac1.Ac3.Accm；冷却时标为Ar1.Ar3.Arcm。钢在加热时的组织转变GPQSEAFF+AA+Fe3CⅡpF+PP+Fe3CⅡ加热时：“C”下标如：AC1；AC3；AccmAC3AccmAC1冷却时：“r”下标如：Ar1；Ar3；ArcmAr3Ar1Arcm3.1.1钢在加热时的组织转变第3章73.1.1钢在加热时的组织转变第3章71.奥氏体的形成奥氏体晶核的形成奥氏体晶核的长大剩余渗碳体的溶解奥氏体成分的均匀化奥氏体的形成FFe3C未溶Fe3CA残余Fe3CAAAA形核A长大残余Fe3C溶

4、解A均匀化8过共析钢的室温平衡组织为珠光体和渗碳体，当加热到Ac1以上时，珠光体将转变为奥氏体；加热到Ac3以上时，全部变成奥氏体组织共析钢（T8）的室温平衡组织为珠光体，当加热到Ac1以上时，珠光体将转变为奥氏体。第3章93.1.1钢在加热时的组织转变亚共析钢的室温平衡组织为铁素体和珠光体，当加热到Ac1以上时，珠光体将转变为奥氏体；加热到Ac3以上时，全部变成奥氏体组织第3章10—原始组织中渗碳体为片状时，奥氏体形成速度快。3.1.1钢在加热时的组织转变影响奥氏体化的因素（1）加热温度（2）加热速度（3）钢中碳质量分数（4

5、）合金元素（5）原始组织—随加热温度的提高，碳原子扩散速度增大，奥氏体化速度加快。—加热速度越快，过热度越大，发生转变的温度越高，转变所需时间就越短。—碳质量分数增加时，渗碳体量增多，铁素体和渗碳体的相界面增大，因而奥氏体的核心增多，转变速度加快。—钴、镍等加快奥氏体化过程；铬.钼.钒等减慢奥氏体化过程；2.奥氏体晶粒的长大与控制3.1.1钢在加热时的组织转变第3章11（1）奥氏体晶粒度本质晶粒度起始晶粒度本质粗晶粒本质细晶粒实际晶粒度3.1.1钢在加热时的组织转变第3章12生产中一般采用标准晶粒度等级图，由比较的方法来测定钢

6、的奥氏体晶粒大小。晶粒度通常分8级，1~4级为粗晶粒度，5~8级为细晶粒度。起始晶粒度本质晶粒度钢加热到930℃±10℃，保温8小时，冷却后测得的晶粒度叫本质晶粒度。表示奥氏体晶粒长大的倾向奥氏体化刚完成时的奥氏体晶粒钢的奥氏体晶粒大小直接影响冷却所得组织和性能。奥氏体晶粒细时，退火后所得的组织亦细，则钢的强度、塑性较好。淬火后得到的马氏体也细小，因而韧性得到改善。实际晶粒度热处理后所获得的奥氏体晶粒的大小。3.1.1钢在加热时的组织转变第3章13③加热速度—加热温度确定后，加热速度越快，奥氏体晶粒越细小（2）奥氏体晶粒大小的

7、控制①加热温度和保温时间—温度高，时间长促进奥氏体晶粒长大。②钢的成分—碳含量增高时，晶粒长大的倾向增多。钢中加入能形成稳定碳化物的元素和能生成氧化物和氮化物的元素，有利于得到本质细晶粒钢，热加保温时间温度临界温度连续冷却等温冷却3.1.2钢在冷却时的组织转变第3章143.1.2钢在冷却时的组织转变等温冷却—将钢迅速冷却到临界点以下给定温度，进行保温，使其在该温度下恒温转变。连续冷却—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。该曲线可简称---TTT曲线(C曲线)T---timeT---temperatureT--

8、-transformation3.1.2钢在冷却时的组织转变第3章1.过冷奥氏体的等温转变（1）过冷奥氏体的等温转变曲线的建立共析钢过冷奥氏体的温度转变过程和转变产物可用其等温转变曲线图来分析，15共析碳钢TTT曲线建立过程示意图时间(s)300102103104101080