《机械制造基础》PPT课件(I)

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1、1.6刚的热处理1.6.1钢在加热时的转变1.6.2钢在冷却时的转变1.6.3常用钢的热处理1.6钢的热处理1.6.1钢在加热时的转变钢的热处理是指将钢在固态下施以不同的加热、保温、冷却，改变其内部（或表面的）组织，从而获得所需的性能的工艺过程。热处理通常分为普通热处理（包括退火、正火、淬火、回火）、表面热处理（包括表面淬火、化学热处理）和特殊热处理（如磁场热处理、形变热处理）几种主要方法。热处理可以消除上一工艺过程所产生的缺陷，为下一工艺过程创造条件，也可以直接提高工件使用性能，是充分发挥钢材潜力，提高产品质量、延长工件使用寿命

2、的工艺方法。任何一种热处理都是由加热、保温和冷却三个阶段组成（如图所示）。1.6钢的热处理1.6.1钢在加热时的转变在Fe-Fe3C相图中，A1、A3和Acm是碳钢在极其缓慢的加热或冷却时的转变温度，是平衡临界点。在实际生产中，不可能极其缓慢地加热和冷却，因此不可能在平衡临界点进行组织转变。如图所示，实际加热时各临界点分别用Ac1、Ac3和Accm线表示，而实际冷却时各点临界位置分别用Ar1、Ar3和Arcm线表示。1.6钢的热处理1.6.1钢在加热时的转变冷却保温温度/℃临界点加热时间/sSA温度/℃EP+FwC×100A+Fe

3、3CⅡP+Fe3CⅡA+FAc1A1Ar1A3Ar3Ac3AcmAccmArcm热处理工艺曲线示意图碳素钢加热冷却温度临界点1.6钢的热处理1.6.1钢在加热时的转变将共析钢加热到Ac1时便发生珠光体向奥氏体的转变。奥氏体的形成过程分三个阶段，如图所示。1．奥氏体的形成FFe3CA核正在长大的A核未溶的Fe3CAa)形核b)F向A转变渗碳体溶解c)A中残余渗碳体溶解d)A成分均匀化1.6钢的热处理1.6.1钢在加热时的转变2．奥氏体晶粒的长大奥氏体晶粒形成后，继续加热或保持恒温，它们将聚集长大，即由小晶粒合并为较粗大的晶粒。由热力

4、学原理可知，这是一种必然发生的过程，因为晶粒合并将使晶界总面积减少，从而使总晶界能降低。1.6钢的热处理1.6.2钢在冷却时的转变加热钢使其奥氏体化只是热处理的第一步，而冷却过程则是热处理的关键一步。在热处理生产中，奥氏体冷却时发生转变的温度通常都低于临界点，即有一定的过冷度，为了了解奥氏体在冷却过程的相变规律，通常采用两种方法：1）把钢加热到奥氏体化后,快速冷却到A1以下，在不同过冷度下等温，测定奥氏体的转变过程，绘出奥氏体等温转变曲线。2）在不同冷却速度（如炉冷、空冷、油冷、水冷）的连续冷却过程中测定奥氏体的转变过程，绘出奥氏

5、体连续冷却转变曲线。这两种曲线能正确说明奥氏体的冷却条件与组织转变间的相互关系，是热处理的理论基础。1.6钢的热处理1.6.2钢在冷却时的转变1．过冷奥氏体等温转变动力及TTT曲线转变动力学研究转变量与转变温度和时间的关系，以及影响这种关系的因素。如将奥氏体后的共析钢急冷至A1以下的某个温度，并在该温度下保温，设法测定过冷奥氏体转变量与时间的关系，即可绘出等温转变动力学曲线（见图所示）。在若干不同温度下测得若干不同动力学曲线，分别截取转变开始和转变终了（或终止）所需的时间，即可绘出这种钢的等温转变图，简称TTT曲线（Time,Te

6、mpeRature,TRansform），也称“C曲线”（如图的下半部分所示）。1.6钢的热处理1.6.2钢在冷却时的转变10065104Ms硬度HRC5545403015温度/℃500bscsas′af′cs′cf′A1A8007006005004003002001000－100Mf20APBA→BA→P转变开始转变完了A→MM0.5110102103时间/s共析钢TTT曲线1.6钢的热处理1.6.2钢在冷却时的转变上图中A1以上是奥氏体稳定区域。A1以下转变开始线（图中as’、bs’、cs’的连线，称奥氏体转变开始线），转变完

7、毕形成的线段（图中af’、bf’、cf’的连线）称奥氏体转变终了线。在孕育期暂时存在的、处于不稳定状态的奥氏体，称为过冷奥氏体。A1以下转变终止线以右的区域为转变产物区，在转变开始线和转变终止线之间为过冷奥氏体和转变产物共存区。图中水平线Ms为马氏体转变开始温度线，Mf为马氏体转变终止温度。过冷奥氏体的转变可以分为三种：550℃以上为珠光体转变，Ms线以下为马氏体转变，550℃至Ms线之间为贝氏体转变。1.6钢的热处理2．过冷奥氏体转变产物特点、形成条件及力学性能类型名称特点形成条件力学性能珠光体粗大片壮珠光体铁素体及渗碳体片层

8、在光学显微镜下清晰显现，片间距大于0.4µm转变温度较高(共析钢约700～650℃)强度、硬度、塑性、韧性一般细珠光体（索氏体）在光学显微镜下片层难以分辨，片间距较小（0.4～0.2µm）转变温度较低（共析钢约650～600℃）强度、硬度