20170912钢的热处理工艺基础PPT.pdf

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1、钢的热处理工艺基础任务：研究钢材化学成分、组织、工艺性和使用性能关系的学科之一主讲：严超峰TEL：135715765202017年9月12日钢的热处理概述•1、热处理：是指将钢在固态下加热、保温和冷却，以改变钢的组织结构，获得所需要性能的一种工艺。为简明表示热处理的基本工艺过程，通常用温度—时间坐标绘出热处理工艺曲线。热处理是一种重要的加工工艺，在制造业被广泛应用。在机床制造中约60-70%的零件要经过热处理。在汽车、拖拉机制造业中需热处理的零件达70-80%。至于模具、滚动轴承则要100%经过热处理。总之，重要的零件

2、都要经过适当的热处理才能使用。2、热处理特点：热处理区别于其他加工工艺如铸造、压力加工等的特点是只通过改变工件的组织来改变性能，而不改变其形状。铸造轧制3、热处理适用范围：只适用于固态下发生相变的材料，不发生固态相变的材料不能用热处理强化。4、根据加热、冷却方式及钢组织性能变化特点不同，将热处理工艺分类如下：退火正火普通热处理淬火回火表面淬火—感应加热、火焰加热、表面热处理电接触加热等热处理化学热处理—渗碳、氮化、碳氮共渗、渗其他元素等控制气氛热处理真空热处理其他热处理形变热处理激光热处理第一节钢在加热时的组织转变第二节

3、钢在冷却时的组织转变第三节钢的普通热处理第四节表面热处理和表面工程技术第五节可控气氛热处理及热处理新工艺介绍第一节钢在加热时的组织转变加热是热处理的第一道工序。在临界点以上加热，目的是获得均匀的奥氏体组织，称奥氏体化。一、钢的临界温度铁碳相图中PSK、GS、ES线分别用A、A、A表示13cm•亚共析钢和过共析钢的奥氏体化过程与共析钢基本相同。但由于先共析或二次FeC3的存在，要获得全部奥氏体组织，必须相应加热到Ac或3Ac以上30-50℃。cm第二节钢在冷却时的组织转变处于临界点A1以下的奥氏体称过冷奥氏体。过冷奥氏体

4、是非稳定组织，迟早要发生转变。过冷奥氏体的转变方式有等温转变和连续冷却转变两种。两种冷却方式示意图1——等温冷却2——连续冷却过冷奥氏体的等温转变图是表示奥氏体急速冷却到临界点A以下在1各不同温度下的保温过程中转变量与转变时间的关系曲线。又称C曲线或TTT曲线。(Time-Temperature-Transformation)•A-Ms间及转变开始1A温A1线以左的区域为过冷度A→P冷过奥氏体区。PA转变终了线B•转变终了线以右及MfA→B转变开始以下为转变产物区。M线S•两线之间及Ms与M之A→MfM间为转变区。fM时

5、间10s5s30s6505502s40s2s10s5s•在鼻尖以上，温度较高，相变驱动力小。•在鼻尖以下，温度较低，扩散困难。从而使奥氏体稳定性增加。⑵C曲线明确表示了过冷奥氏体在不同温度下的等温转变产物。过冷奥氏体在A到550℃间将转变为珠光体类1型组织，它是铁素体与渗碳体片层相间的机械混合物，根据片层厚薄不同，又细分为珠光体、索氏体和托氏体。珠光体索氏体托氏体⑴珠光体：形成温度为A-650℃，片层较厚，500倍1光镜下可辨，用符号P表示。光镜下形貌电镜下形貌⑵索氏体形成温度为650-600℃，片层较薄，800-100

6、0倍光镜下可辨，用符号S表示。光镜形貌电镜形貌⑶托氏体形成温度为600-550℃，片层极薄，电镜下可辨，用符号T表示。电镜形貌光镜形貌•珠光体、索氏体、屈氏体三种组织无本质区别，只是形态上的粗细之分，因此其界限也是相对的。片间距越小，钢的强度、硬度越高，而塑性和韧性片间距略有改善。bHRC㈡贝氏体转变贝氏体的组织形态及性能：过冷奥氏体在550℃-230℃(Ms)间将转变为贝氏上贝氏体体类型组织，贝氏体用符号B表示。根据其组织形态不同，贝氏体又分为上贝氏体(B)和上下贝氏体下贝氏体（B）。下⑴上贝氏体形成温度为550

7、-350℃。在光镜下呈羽毛状。在电镜下为不连续棒状的渗碳体分布于自奥氏体晶光镜下界向晶内平行生长的铁素体条之间。电镜下⑵下贝氏体形成温度为350℃-230℃(Ms)。在光镜下呈竹叶状。在电镜下为细片状碳光镜下化物分布于铁素体针内，并与铁素体针长轴方向呈55-60º角。电镜下•上贝氏体强度与塑性都较低，无实用价值。•下贝氏体除了强度、硬度较高外，塑性、韧性也较好，即具有良好的综合力学性能，是生产上常用的强化组织之一。B上B下㈢马氏体转变当奥氏体过冷到Ms以下将转变为马氏体类型组织。马氏体转变是强化钢的重要途径之一。1、马氏

8、体的晶体结构碳在α-Fe中的过饱和固溶体称马氏体,用符号M表示。马氏体转变时，奥氏体中的碳全部保留到马氏体中。马氏体组织马氏体具有体心正方晶格（a=b≠c）轴比c/a称马氏体的正方度。C%越高，正方度越大，正方畸变越严重。当＜0.25%C时，c/a=1，此时马氏体为体心立方晶格。FCC铁原子碳原子马氏体的BCT形成2