金属材料与热处理知识 教学课件 作者 孙晓旭 22908-金属材料与热处理知识-第5章（有练习） (NXPowerLite).ppt

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1、金属材料与热处理知识孙晓旭编了解钢在加热和冷却时的组织转变过程，掌握退火、正火、淬火、回火工艺的目的、方法及应用，了解热处理新工艺。重点是退火、正火、淬火、回火、表面热处理及化学热处理的工艺特点及选用。难点是对等温转变图的理解及转变产物之间的区别。第五章钢的热处理图5-1热处理工艺曲线热处理整体热处理表面热处理化学热处理退火正火淬火回火火焰淬火感应淬火接触电阻加热表面淬火渗碳渗氮碳氮共渗渗金属第五章钢的热处理一、钢的奥氏体形成加热时的临界点用、、符号表示；冷却时的临界点用符号、、表示图5-2加热、冷却时钢的临界点图5-3共析钢的奥

2、氏体形成过程示意图第一节钢在加热时的转变图5-4奥氏体标准晶粒度等级示意图1.奥氏体晶核的形成及长大2.残余渗碳体的溶解3.奥氏体成分的均匀化二、奥氏体晶粒的大小及影响因素1.奥氏体的晶粒度第一节钢在加热时的转变2.影响奥氏体晶粒度的主要因素第一节钢在加热时的转变（1）热处理工艺参数图5-5奥氏体晶粒长大倾向示意图（2）钢中化学成分（3）原始组织第二节钢在冷却时的转变表5-145钢经不同条件冷却后的力学性能（加热到840℃）图5-6奥氏体的冷却曲线1-连续冷却曲线2-等温冷却曲线一、共析钢过冷奥氏体的等温转变图5-7共析钢等温转变

3、图第二节钢在冷却时的转变1.过冷奥氏体等温转变图图5-8珠光体型显示组织a)珠光体b）索氏体c）托氏体2.等温转变图分析3.过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能（1）珠光体型组织转变珠光体，用符号“P”表示；索氏体，用符号“S”表示；托氏体，用符号“T”表示。珠光体型组织具有一定强度、硬度和韧性，其力学性能与片层间距大小有关，片层间距越小，则塑性变形抗力越大，强度和硬度越高。第二节钢在冷却时的转变图5-9贝氏体的显微组织示意图a）上贝氏体b）下贝氏体（2）贝氏体型组织转变贝氏体，用符号“B”表示，贝氏体分为上贝氏体和下贝氏体两种，分

4、别用符号“B上”和“B下”表示。上贝氏体的力学性能较差，生产上很少使用，而下贝氏体通常具有优良的综合力学性能，即强度和韧性都较好。第二节钢在冷却时的转变第二节钢在冷却时的转变表5-2共析钢过冷奥氏体等温转变的产物和性能二、连续冷却转变1.等温转变图在连续冷却转变中的应用图5-10等温转变图在连续冷却中的应用第二节钢在冷却时的转变表5-3连续冷却转变的产物和性能图5-12马氏体的显微组织a）针状马氏体b）板条状马氏体图5-11马氏体晶格结构示意图第二节钢在冷却时的转变2.马氏体转变（1）马氏体的组织和性能针状马氏体强度高，脆性大；板

5、条状马氏体，具有良好的强度和较好的韧性。第二节钢在冷却时的转变（2）马氏体转变的特点1）马氏体转变是在一定温度范围（Ms～Mf）内连续冷却过程中进行的。2）马氏体转变不能进行彻底。3）马氏体转变的速度极快，一般不需要孕育期。4）马氏体比体积较大，奥氏体转变为马氏体会引起体积膨胀，因而产生很大内应力，这是导致淬火变形和开裂的主要原因。图5-13碳的质量分数对马氏体硬度的影响第二节钢在冷却时的转变（3）马氏体的临界冷却速度钢中奥氏体在连续冷却过程中，全部过冷到Ms线以下向马氏体转变的最小冷却速度，称为钢的临界冷却速度，用符号表示。第三

6、节钢的退火与正火图5-14球状珠光的显微组织一、退火退火是将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却（一般随炉冷却）的热处理工艺。1.退火的目的1）降低硬度，提高塑性，改善可加工性。2）细化晶粒，均匀成分，为最终热处理作准备。3）消除钢中的残留应力，防止变形和开裂。2.退火的方法1）完全退火2）球化退火3）去应力退火4）等温退火第三节钢的退火与正火表5-445钢退火、正火状态的力学性能比较二、正火1.正火与退火的区别正火加热的温度稍微高些，冷却的速度稍快，得到的组织较细小，所以强度、硬度比退火的高。第三节钢的退火与正火2.正火

7、的适用范围1）改善低碳钢的切削加工性能。2）消除网状渗碳体。3）作为普通结构零件的最终热处理。4）作为重要零件的预备热处理。图5-15退火与正火后钢的硬度值范围1-正火2-完全退火3-球化退火第三节钢的退火与正火图5-16各种退火和正火工艺示意图a）加热温度范围b）热处理工艺曲线1-完全退火2-球化退火3-去应力退火4-正火第四节钢的淬火一、淬火的目的及工艺淬火是将钢加热到Ac或Ac点以上某一温度，保温一定时间，然后以适当速度冷却，获得马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。图5-17碳钢淬火加热温度范围示意图1.淬火的目的淬火的目的是

8、为了得到马氏体（或下贝氏体）组织，提高钢的强度、硬度及耐磨性。2.淬火加热温度第四节钢的淬火图5-18钢的理想淬火冷却速度3.淬火介质表5-5几种淬火介质淬冷烈度H值第四节钢的淬火4.淬火方法（1）单介质淬火（2）双介质淬火（3）马氏体分级淬火（4