Chapter8热处理.ppt

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1、Chapter8热处理（HeatTreatment)§8-1概述１．热处理的定义：金属或合金在固态下,用加热、保温和冷却的方法改变其内部组织结构，获得所需性能的操作，称为热处理。２．目的⑴改变金属的工艺性能，使之易于加工。ＨＢ２００～２５０⑵提高零件和工具的使用性能例：４５钢：在正火状态：σｂ＝６００Ｎ／ｍｍ２ａｋ＝５０Ｊ／ｃｍ２在调质状态：σｂ＝８５０Ｎ／ｍｍ２ａｋ＝８０～１２０Ｊ／ｃｍ２船机、汽车等动力机械，９０％以上的零件要进行热处理。３．能进行热处理的前提固态下能够发生组织转变的金属，才能进行热处理。

2、钢和铸铁具备这个条件。４．热处理的工艺过程热处理三步曲：“加热、保温、冷却”。冷却加热保温T℃TimeA1§８-２钢在加热的组织转变一、目的加热至临界点以上：使钢的组织Ａ化，获得A，称为A化。加热至临界点以下：没有组织转变，消除应力等。二、A的形成当加热到临界点以上时，发生重新结晶（包括原子的扩散和晶格的改组）。（一）基本过程Ac11共析钢P＝（F＋Fe3C）PA（F＋Fe3C）AC％：0.0218%6.69%0.77%晶格：体心立方复杂斜方面心立方A化的过程；包括C的扩散和铁的晶格改组。由四个过程组成

3、：（1）A的形核：形核的部位是：F与Fe3C的交界处。（2）A的长大（3）剩余Fe3C的溶解（4）A的均匀化2非共析钢非共析钢的A化要分两步完成：（1）加热到Ac1完成P的A化。（2）加热到Accm（Ac3）完成F（或Fe3C二次）的A化。（二）影响A转变的因素1加热温度2加热速度3钢中的C％：C％高，Fe3C多，相界面多，A的核心多，转变速度快。4合金元素：不改变A的过程，但影响A形成的速度，影响C的扩散速度。（1）Co、Ni等，提高C在A中的扩散速度；（2）Cr、Mo、V等，形成难溶解的碳化物，降低C的扩

4、散能力，降低A化速度；（3）Si、Mn、Al等，影响不大。5原始组织原始P的Fe3C有两种形态：片状和粒状。其中片状的P中相界面多，A化速度快。三、Ａ晶粒的大小１．成分及冶练方法：P721～4粗、5～8细、9～10级为超细（新标准）。本质细晶粒钢（含V、Ti的钢）和本质粗晶粒钢（用硅铁和锰铁脱氧的钢）。２．加热温度及保温时间四、常见的加热缺陷１氧化；２脱碳；３加热不足；４过热；５过烧。五、加热时间：加热至所需温度需的时间；各部分温度均匀一致并完成组织转变所需时间。§８-３钢在冷却时组织变化一、Ｃ曲线（过冷A等

5、温冷却转变曲线）把某种钢在各种温度下Ａ的等温转变结果绘成一个图，其形状如字母“Ｃ”，故称为Ｃ曲线。共析钢的Ｃ曲线如图所示。Ｍf（－50℃）时间温度Ｍｓ（240℃）A1共析钢的Ｃ曲线１“Ｃ”曲线的分析：２组织转变⑴Ａ１～５５０℃，即“鼻子”以上部分，过冷Ａ发生Ｐ转变，称为Ｐ转变区，也称高温转变区。Ａ─→（Ｆ＋Ｆｅ３Ｃ）组织特点：片状Ｆ＋片状Ｆｅ３Ｃ的机械混合物。Ｐ转变区是典型的扩散性转变。★共析钢在Ａ1～６８０℃之间，形成粗片状的P组织。片间距〉０．３μｍ，ＨＲＣ１８～２４。★在６８０～６００℃之间（过冷度增大

6、），形成细片状的Ｐ组织，称为Ｓ（索氏体）。片间距：０．１～０．３μｍ，ＨＲＣ２４～３２。★在６００～５５０℃之间（过冷度更大），形成极细片状的Ｐ组织，称为Ｔ（屈氏体）。片间距〈０．１μｍ，ＨＲＣ３２～３６。⑵５５０℃～Ｍｓ，即“鼻子”以下部分，过冷Ａ发生贝氏体转变，用B表示，称为贝氏体转变区，也称中温转变区。Ｂ是过饱和Ｃ的Ｆ与碳化物（注意不一定是：Ｆｅ3Ｃ）的两相混合物。由于转变温度较低，铁原子已失去扩散能力，碳原子也只能作短程的扩散。★在５５０～３５０℃内，形成上Ｂ（Ｂ上），呈羽毛状，F条较宽，渗碳体在F片

7、间析出，故机械性能差（ＨＲＣ４０～４５、脆性大），使用价值不大。★在３５０℃～Ｍｓ内，形成下Ｂ（Ｂ下），呈针状或竹叶状，具有较高的强度和韧性，硬度（ＨＲＣ４５～５５）和耐磨性也好，是一种理想的组织，具有很高的使用价值。⑶Ｍｓ～Ｍf，过冷Ａ发生马氏体转变，称为马氏体转变区，也称低温转变区。这种转变是典型的非扩散型相变。Ｍ是Ｃ在α－Ｆｅ中的过饱和固溶体，或者说是含过饱和Ｃ的Ｆ。Ｍ转变的特点：①Ｍ是在一个温度范围内（Ｍｓ～Ｍｆ）完成的，Ｍ的转变量与温度有关；②Ａ不能全部转变成Ｍ，总有一部分Ａ未转变而残留在钢中，称为

8、残余Ａ（用Ａ＇或ＡＲ表示）。小结：小结：相变类型主要异同点珠光体转变贝氏体转变马氏体转变转变温度范围高温转变（Ar1～550℃)中温转变（550℃～MS)低温转变（MS～Mf)扩散性Fe、C原子都扩散Fe不扩散、C原子扩散Fe、C原子都不扩散组成相两相组织Ａ─→（Ｆ＋Ｆｅ３Ｃ）两相组织Ａ─→（Ｆ＋Ｆｅ３Ｃ）（>350℃）Ａ─→（Ｆ＋ＦｅxＣ）（<350℃）单相组织Ａ─→Ｆ（过饱和C）合金元素的分布合