8热处理原理.ppt

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1、热处理原理与工艺历史战国时已经有淬火技术；秦兵马俑表面处理技术前221~206年；十九世纪后期，发现：经加热、保温和冷却后，组织发生变化英国RobertAusten铁碳相图；德国AdolphMartens较早使用光学显微镜观察组织；美国Bain提出B，M转变模型；投射电镜、电子衍射技术、光谱技术、电子探针等PearliteAustensiteBainiteMartensite概念：把固态金属材料在一定介质中的加热、保温和冷却，以改变其组织和性能的一种工艺。碳钢的临界转变点一、钢在加热时的转变A的形成，奥氏体化；热力学条件：过热度；四个阶段：1

2、、相界面上形核（同时满足能量起伏、成分起伏和结构起伏）；2、碳浓度差作为推动力，扩散长大；3、剩余碳化物溶解（成分、结构原因）；4、A均匀化（碳含量）钢在加热时的转变：共析钢A化过程形核、长大、Fe3C溶解、A的均匀化二、A的晶粒度晶粒度的概念：×100单位面积（吋2）晶粒数，n=2N-1三种晶粒度的比较影响A晶粒度大小的因素及A晶粒大小的控制本质晶粒度影响A转变速度的因素加热温度和速度↑→转变快C%↑或Fe3C片间距↓→界面多，形核多→转变快合金元素→A化速度↑或↓A晶粒度（晶粒大小）加热温度，保温时间↑→晶粒尺寸↓加热速度↑→晶粒尺寸↓合

3、金碳化物↑，C%↓→晶粒尺寸↓三、钢在冷却时的转变过冷A的等温转变可以理解为A→F，关键是多余的C能否以渗碳体的形式析出P转变区域：等温转变的温度高，过冷度小；扩散得以充分进行，析出过程完整，扩散型转变；P、S、T的组织特征和性能特点P型组织：F+层片状Fe3C层片间距：P>S>T珠光体P，3800×索氏体S8000×屈氏体T8000×B转变区域：等温转变的温度中等，过冷度中等；扩散只能部分进行，析出过程部分进行，半扩散型转变；B上和B下的组织特征和性能特点；等温淬火以获得B下B上形成示意图B上组织550~350℃羽毛状的组织，小片状Fe3C

4、分布在F间。光学显微照片1300×电子显微照片5000×45钢，上B+下B，×400B下形成示意图B下组织350℃~MSF针内定向分布着细小Fe2.4C颗粒F针内定向分布着细小Fe2.4C颗粒电子显微照片12000×T8钢，下B，黑色针状光学显微照片×400M转变区域：等温转变的温度低，过冷度大；扩散不能进行，无析出过程，无扩散的共格切变；低碳M和高碳M的组织特征和性能特点；三个关系图（6-15；6-17）M的组织形态板条M,平行的细板条束组成针状M（凸透镜状）残余A和含碳量之间的关系图过冷A等温转变曲线及其影响因素C曲线；转变量～时间的关系

5、曲线，做图得到温度～和时间的关系曲线；合金元素的影响：位置和形状共析钢的C曲线共析碳钢连续冷却转变曲线四、热处理工艺：退火与正火退火与正火的概念和目的；两类退火第一类退火：不以组织转变或改变组织形态与分布为目的。如均匀化、去氢、再结晶、去应力等；第二类退火：通过控制加热温度、保温时间及冷却速度来改变组织和性能。如完全、不完全、等温、球化等。退火与正火的温度和适用范围五、热处理工艺：淬火1、概念：临界冷却速度、淬火目的；2、工艺：温度选择、淬火介质、淬火方法等；3、三个概念：淬透性、淬透深度、淬硬性；4、淬透性的测定方法：端淬实验和临界淬透直径

6、；5、淬透性的应用（截面硬度判断、选材、选工艺）钢淬火的临界冷却速度钢淬火时不同冷却速度的转变产物钢淬火温度的选择末端淬火实验淬透深度一些常见材料的临界淬透直径钢号20404560D水mm6~912~1510~1820~25D油mm2.5~45~96~89~1520CrMnTi40CrT8~T12D水mm32~5020~3615~18D油mm12~2012~245~7淬透性的应用淬透性的应用淬透性：钢在淬火时获得M的能力，它是钢材本身固有的属性，取决于淬火时的临界冷却速度（C曲线位置），通常用淬透层深度来表示（在相同的加热条件下）淬透层深度：

7、从工件表面到半M区域的距离淬硬性：钢在淬火后能够达到的最高硬度，它取决于M的含碳量淬透性好的钢其淬硬性不一定高，如低碳合金钢淬透性很好，但其淬硬性却不高；而碳素工具钢的淬透性很差，但其淬硬性却很高影响淬透性的因素：1、含碳量亚共析钢，含碳量增加，奥氏体的稳定性增大，Ｃ曲线右移，淬透性提高过共析钢，随着含碳量增加，奥氏体的稳定性降低，Ｃ曲线左移，淬透性降低(未溶渗碳体促进奥氏体分解)2、合金元素除Co外，绝大多数合金元素溶入奥氏体后，都使Ｃ曲线右移，形状也可能会发生改变，使淬透性提高随加热温度的提高和保温时间的延长，影响淬透性的因素：3、加热温

8、度和保温时间随加热温度的提高和保温时间的延长，碳化物溶解充分，奥氏体成分均匀，晶粒粗大（总形核部位减少），这些都增加过冷奥氏体的稳定性，使Ｃ曲线右移，提高了钢的淬透