学习情境五钢的热处理剖析

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1、学习情境五--钢的热处理钢的热处理知识目标1．掌握过冷奥氏体的等温转变和连续冷却转变；2．掌握钢的退火、正火、淬火、回火工艺；3．了了解钢的表面淬火及化学热处理的应用；4.了解表面气相沉积技术。钢的热处理单元一钢在加热时的组织转变单元二钢在冷却时的组织转变单元三钢的退火与正火单元四钢的淬火单元五钢的回火单元六钢的表面热处理单元七表面气相沉积和热处理新工艺简介钢的热处理钢的热处理是将固态金属或合金在一定介质中加热、保温和冷却，以改变材料整体或表面组织，从而获得所需性能的一种加工工艺。热处理保温时间温度临界温度热加冷却2.热处理的主要目的:改变钢的性能。3.热处理的应用范围:整个制造业。4.热处理

2、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;钢的热处理转变温度奥氏体的形成奥氏体晶粒的长大及其影响因素单元一钢在加热时的组织转变单元一钢在加热时的组织转变一、转变温度铁碳合金实际加热或冷却时转变温度变化图单元一钢在加热时的组织转变二、奥氏体的形成1.奥氏体形成的基本过程共析钢奥氏体化过程示意图亚共析钢的A化：P→A后，先共析F溶解过共析钢的A化：P→A后，Fe3CⅡ溶解单元一钢在加热时的组织转变单元一钢在加热时的组织转变2.影响珠光体向奥氏体转变的因素含碳量含碳量增加，利于奥氏体加速形成……奥氏体形成速度与加热温度、加

3、热速度、钢的成分以及原始组织等有关。加热温度温度越高，奥氏体形成速度越快………………..加热速度速度越快，奥氏体形成速度越快…………………..合金元素显著影响奥氏体的形成速度………………..组织（珠光体）越细，奥氏体形成速度越快………………..单元一钢在加热时的组织转变钢在热处理加热后必须有保温阶段，不仅是为了使工件热透，也是为了使组织转变完全，以及保证奥氏体成分均匀。钢在加热时为了得到细小而均匀的奥氏体晶粒，必须严格控制加热温度和保温时间，以免发生晶粒粗大的现象。小提示单元一钢在加热时的组织转变三、奥氏体晶粒的长大及其影响因素1.奥氏体晶粒度的概念根据奥氏体形成过程和晶粒长大情况，奥氏体晶粒

4、度可分为起始晶粒度、实际晶粒度和本质晶粒度三种。单元一钢在加热时的组织转变1.奥氏体晶粒度的概念1.奥氏体晶粒度：起始晶粒度实际晶粒度本质晶粒度奥氏体形成刚结束，奥氏体晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小奥氏体在具体加热条件下所获得奥氏体晶粒的大小特定条件下钢的奥氏体晶粒长大的倾向性，并不代表具体的晶粒大小特定条件930±10℃，保温8h倾向性本质粗晶粒钢（Mn，Si）本质细晶粒钢（Al）单元一钢在加热时的组织转变加热温度与奥氏体晶粒长大的关系单元一钢在加热时的组织转变2.奥氏体晶粒长大及其影响因素1）加热温度和保温时间2）钢的成分温度越高，保温时间越长，奥氏体晶粒长大越明显晶界上存在未溶的碳化

5、物时，会对晶粒长大起阻碍作用，使奥氏体晶粒长大倾向减小合金元素，也影响奥氏体晶粒长大，除锰、磷外几乎所有合金元素都阻碍奥氏体晶粒长大1.奥氏体是不是降温到临界温度以下就立即发生转变呢？2.不同的冷却速度是否也得到同一种的组织呢？单元二钢在冷却时的组织转变过冷奥氏体：在临界点以下存在的不稳定的且将要发生转变的奥氏体，称为过冷奥氏体。临界点以下不稳定将要发生转变冷却方式：等温冷却方式和连续冷却方式。转变产物组织性能均匀，研究领域应用广等温冷却方式连续冷却方式转变产物为粗细不匀甚至类型不同的混合组织，实际生产中广泛采用单元二钢在冷却时的组织转变过冷奥氏体等温转变图(C曲线）的建立现以金相硬度法测定共

6、析钢过冷奥氏体等温转变为例，来说明等温转变图的建立过程。过冷奥氏体:在相变温度A1以下，未发生转变而处于不稳定状态的奥氏体。过冷奥氏体的等温转变：指钢经奥氏体化后冷却到相变点以下的某温度区间内等温时。过冷奥氏体所发生的转变。单元二钢在冷却时的组织转变一、过冷奥氏体的等温转变单元二钢在冷却时的组织转变1.等温转变曲线珠光体型转变区贝氏体型转变区马氏体型转变区（1）高温等温转变：珠光体型转变区（2）中温等温转变：贝氏体型转变区（3）低温连续转变：马氏体型转变区单元二钢在冷却时的组织转变2.影响C曲线的因素2）合金元素1）碳的质量分数3）加热温度和保温时间单元二钢在冷却时的组织转变3.共析钢的过冷奥

7、氏体等温转变★珠光体转变和珠光体的组织形态与性能根据过冷奥氏体转变温度的不同，共析成分碳钢的转变产物可分为珠光体（A1～550℃）、贝氏体（550℃～MS）和马氏体（MS～Mf）三种。过冷奥氏体向珠光体转变，是通过形核和长大的过程来完成的；珠光体转变是一个扩散型转变（Fe、C原子都进行扩散）；一般情况下，珠光体为片状铁素体和片状渗碳体相间分布的层状组织，称为片状珠光体；F渗碳体片间距：相邻两片渗碳