钢、金属材料

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1、钢的热处理原理热处理的卜I的是改变钢的内部组织结构，以改善钢的性能，通过适当的热处理可以显著提高钢的机械性能，延长机器零件的使用寿命。热处理工艺不但可以强化金属材料、充分挖掘材料性能潜力、降低结构重量、节省和能源，而且能够提高机械产品质量、人幅度延长机器零件的使用寿命。热处理工艺分类：（根据热处理的目的、耍求和工艺方法的不同分类如下）1、整体热处理：包押i退火、正火、淬火、回火和调质；2、表面热处理：包括表面淬火、物理和化学气相沉积等；3、化学热处理：渗碳、渗氮、碳氮共渗等。热处理的三阶段：加热、保温、冷却m“钢的热处理I：艺曲线（%）铁碳合金的加热和冷却时的临界点的变化（

2、加热和冷却速度Ml25°C/min）一、钢在加热时的转变加热的目的：使钢奥氏体化（一）奥氏体（A）的形成奥氏体晶核的形成以共析钢为例A1点则Wc=0.0218%（体心立方晶格F）Wc=6.69%（复杂斜方渗碳体）当T上升到Acl后Wc=0.77%（面心立方的A）曲此可见转变过程中必须经过C和Fe原子的扩散，必须进行铁原子的晶格改组，即发生相变，Aft

3、，同时自身也不断形成长大。2、残余Fe3C的溶解A长大同时由于有部分渗碳体没冇完全溶解，还需一段时间才能全溶。（F比Fe3C先消失）3、奥氏体成分的均匀化残余Fe3C全溶后，经一段时间保温，通过碳原子的扩散，使A成分逐步均匀化。图6・3珠光体向奧氏体转变过厘示意图a）形俊b＞长大c）剌余漫戰体陪無d）臭氏体均匀化（二）奥氏体晶粒的长大奥氏体人小用奥氏体晶粒度來表示。分为00,0,1,2-10等十二个等级，其中常用的广10级，4级以下为粗品粒，5-8级为细晶粒，8级以上为超细品粒。影响A晶粒粗大因素1、加热温度越高，保温时间愈长，奥氏体晶粒越粗大。因此，合理选择加热和保温时间

4、。以保证获得细小均匀的奥氏体组织。（930-950°C以下加热，晶粒长大的倾向小，便于热处理）2、A中C含量上升则晶粒长大的倾向大。二、钢在冷却时的转变生产中采用的冷却方式有：等温冷却和连续冷却（一）过冷奥氏体的等温转变A在相变点A1以上是稳定相，冷却至A1以下就成了不稳定相，必然要发生转变。1、奥氏体等温转变图：表示奥氏体过冷在不同温度下的等温过程中，转变温度、转变时间与转变产物量的关系曲线图。曲线形状与"C”字相似，所以乂称C曲线。2、共析碳钢奥氏体等温转变产物的组织和性能钢中的贝氏体•■■■—-•••T8钢等温淬火组织（化染）420X1）高温珠光体型转变：A1~550

5、°C（1）珠光体（P）A1~650°C粗层状约0.3um<25I1RC（2）索氏体（S）650^600°C细层状0.T0.3um25~35HRC（3）托氏体（T）60（f550°C极细层状约0.1um35~40HRC2）中温贝氏体型转变：550~Ms（1）上贝氏体（B上）550^350°C羽毛状40~45HRC脆性大，无使用价值（2）下贝氏体（B下）350~MS黑色针状45~55HRC韧性好，综合力学性能好3）低温马氏体型•转变：Mf当A被迅速过冷至MS以下时，则发生马氏体（M）转变，主要形态是板条状和片状。（当WC<0.2%时，呈板条状，当WC>1.0%呈针片状，当WC=

6、0.2%〜1.0%时，呈针片状和板条状的混合物）（二）过冷奥氏体的连续冷却转变1.奥氏体连续冷却转变图（共析钢的连续冷却转变如图）连冷却转变图是表示钢经A后，在不同冷却速度的连冷却条件下，过冷A转变开始及转变终了时间与转变温度Z间的关系曲线图。2.共析碳钢过冷奥氏体连续冷却转变产物的组织和性能（1）随炉冷P170"220HBS（700〜650*0（2）空冷S25'35HRC（650〜600°C）（3）油冷T+M45~55HRC550°C水冷洒冷时何ffi618共析碳柄连续冷却转变曲线(4)水冷H+A'5565HRCP二整理图6・19应用筹温转变曲线分析奧氏体在连续冷却中的转

7、变奥氏体在连续冷却中的转变1.马氏体转变当冷速＞VK时，奥氏体发生M转变，即碳溶于a—Fe中的过饱和固溶体，称为M（马氏体）。（VK——马氏体临界冷却速度）1）转变特点：H转变是在一定温度范用内进行,M转变是在一个非扩散型转变（碳、铁原子不能扩散）」转变速度极快（大于Vk）,M转变具冇不完全性（少量的残A）,1转变只冇a一Fe,Y-Fe的品格转变.（2）M的组织形态WC(%)M形态ob/Mpaos/MPa8(%)Ak/JHRC0.1-0.25板条状1020-1530820-13309-1760-18030-500