《钢的热处理》PPT课件

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1、第五章金属材料及热处理钢的热处理概述钢在加热时的转变钢在冷却时的转变钢的退火与正火钢的淬火与回火钢的表面热处理金属材料表面处理新技术钢的热处理本章讲授与学习内容第一节概述指将钢在固态下加热、保温、冷却，以改变钢的内部组织结构，从而获得需要的性能的一种工艺。改善钢的性质调整钢的化学成分加入合金元素对钢进行热处理2.热处理的目的和功效1.热处理的定义提高使用性能改善工艺性能提高产品质量延长使用寿命利于冷热加工提高经济效率充分发挥材料的性能潜力重型钎杆的热处理热处理原理：描述热处理时钢中组织转变的规律。热处理工艺：

2、根据热处理原理而制定的温度、时间、介质等参数。只通过改变工件的组织来改变性能，不改变其形状，只适用固态下发生相变的材料.3.热处理的特点及适用范围（1）根据热处理工艺分类：表面热处理热处理表面淬火化学热处理其他热处理真空热处理形变热处理控制气氛热处理激光热处理渗碳氮化碳氮共渗渗硼等普通热处理退火正火淬火回火感应表面淬火火焰表面淬火电接触表面淬火4.热处理分类（2）根据热处理在零件生产过程中的位置和作用分类赋予工件所要求的使用性能的热处理热处理预备热处理最终热处理清除前道工序的缺陷，改善其工艺性能，确保后续加工

3、顺利进行过热和过冷现象钢在加热时的实际转变温度用Ac1、Ac3、Accm钢在冷却时的实际转变温度用Ar1、Ar3、Arcm5.临界温度与实际转变温度铁素体+珠光体珠光体+渗碳体奥氏体+铁素体奥氏体+渗碳体C%温度SPQGEA1AcmA3Ac1AccmAc3Ar1ArcmAr3加热和冷却对临界转变温度的影响奥氏体第二节钢在加热时的转变热处理的第一道工序是加热加热临界点A1以下的加热临界点A1以上的加热获得均匀的奥氏体组织奥氏体化不发生组织变化一、奥氏体的形成过程1.奥氏体晶核形成F(0.02%C)+Fe3C(6

4、.69%C)A(0.77%C)Ac1以上体心立方复杂斜方面心立方奥氏体的形成晶格类型发生改变碳原子扩散奥氏体晶核最易在铁素体和渗碳体的界面上形成未溶Fe3CFFe3CA3.残余渗碳体溶解渗碳体溶解提供的碳原子远多于相同体积铁素体转变为奥氏体所需要的碳量，故铁素体比渗碳体先消失2.奥氏体晶核长大铁素体的晶格转变渗碳体的溶解FFe3C未溶Fe3C未溶Fe3C4.奥氏体均匀化保温，通过碳原子的充分扩散得到成分均匀的奥氏体FFe3C未溶Fe3C未溶Fe3C注：亚共析钢和过共析钢的奥氏体化过程与共析钢基本相同，只是由于

5、先共析铁素体或二次渗碳体的存在，要获得全部的奥氏体，必须相应的加热到Ac3或Accm以上二、奥氏体晶粒的长大及影响因素1.奥氏体长大奥氏体化刚结束时的晶粒大小2.奥氏体晶粒度起始晶粒度实际晶粒度不同成分的钢，其奥氏体晶粒在加热时长大的倾向称做本质晶粒度本质晶粒度在给定温度下奥氏体的晶粒度本质晶粒度1-4级为本质粗晶粒钢，5-8级本质细晶粒钢凡需热处理的工件，一般应采用本质细晶粒钢加热速度奥氏体晶粒越细加热速度越快过热度越大形核率越高3.影响奥氏体晶粒大小的因素加热温度和保温时间加热温度或保温时间越长奥氏体晶粒

6、粗大细化奥氏体的方法：高温、快速、短时加热二者比，加热温度更甚碳与合金元素含碳量增加晶粒长大的倾向变大碳以未溶渗碳体的形式存在阻碍晶界移动长大倾向减少过共析钢在Ac1～Accm之间加热，可获得较为细小的晶粒除锰、硼等外，大多数合金元素都可不同程度地阻止奥氏体晶粒长大，Ti、V、Nb、W、Mo等原始组织接近平衡状态的组织有利于获得细奥氏体晶粒奥氏体晶粒粗大冷却后的组织粗大降低钢的常温力学性能加热得到细而均匀的奥氏体晶粒是热处理的关键问题之一本节重点：热处理概念钢加热组织转变钢晶粒控制因素加热得到细而均匀的奥氏体

7、晶粒是热处理的关键问题之一第三节钢在冷却时的转变一、过冷奥氏体的转变产物及转变过程过冷奥氏体处于临界点A1以下的奥氏体不稳定组织随过冷度不同，过冷奥氏体将发生三种类型转变马氏体转变珠光体转变贝氏体转变过冷奥氏体1.珠光体转变转变条件过冷奥氏体在A1→550℃温度范围内转变为珠光体类型的组织转变产物铁素体与渗碳体片层相间的机械混合组织分类根据片层的厚薄不同珠光体(P)索氏体(S)屈氏体(T)形成温度A1～650℃形成温度为650～600℃形成温度为600～550℃片层较厚片层较薄片层极薄珠光体(P)索氏体(S)

8、屈氏体(T)珠光体(P)索氏体(S)屈氏体(T)片层厚薄强度、硬度小大珠光体转变过程固态下形核和长大过程转变途径1）通过铁、碳原子的充分扩散，形成高碳的Fe3C和低碳的铁素体2）通过晶格重构，即由面心立方晶格的奥氏体向体心立方晶格的铁素体及复杂斜方晶格的Fe3C转变珠光体(P)索氏体(S)屈氏体(T)组织名称表示符号形成温度/℃硬度（HRC）能分辨其层片的放大倍数珠光体PA1-6505-25﹤500