了解钢在加热和冷却时的组织转变.doc

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1、江苏省技工院校教案首页授课日期10.27班　　级机11技1班课题：了解钢在加热和冷却时的组织转变教学目的要求：1.了解热处理的定义、目的、分类及作用；2.掌握钢加热和保温的目的；3.掌握钢在冷却转变时的产物及转变曲线。教学重点、难点：1.钢加热及保温的目的；2.奥氏体晶粒度的概念及影响因素；3.共析钢过冷奥氏体等温冷却曲线中各种温度区域内奥氏体的转变产物及组织形貌，性能特点。4.过冷奥氏体连续冷却转变曲线的特点，冷却速度对钢的组织变化和最终性能的影响授课方法：面授（课堂教学）教学参考及教具（含电教设备）：《金属材料及热处

2、理》授课执行情况及分析：板书设计或授课提纲了解钢在加热和冷却时的组织转变一、钢在加热时的组织转变1．奥氏体化前的组织2．奥氏体的形成温度与Fe-Fe3C状态图的关系3．共析钢奥氏体的形成过程4．奥氏体晶粒大小及其影响因素二、钢在冷却时的组织转变1．过冷奥氏体2．过冷奥氏体等温转变曲线3．过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能4．过冷奥氏体连续冷却转变曲线【复习提问】1.Q235T12A分别表示什么意思？2．碳钢可以分为哪些？【引入新课】热处理是指将钢在固态下加热、保温和冷却，改变其内部组织，从而获得所需性能的一种工艺。分析钢

3、在加热和冷却时的组织转变，通过分析，掌握钢在热处理时的组织转变规律。【讲授新课】一、钢在加热时的组织转变钢在加热时的转变实质上是奥氏体的形成。热处理的第一步就是把这些原始组织加热，使其转变为奥氏体。这第一步质量的好坏，直接影响到最终热处理后钢件的工艺性能和使用性能。1．奥氏体化前的组织我们只考虑比较简单的情况即奥氏体化前的组织为平衡组织的情况。2．奥氏体的形成温度与Fe-Fe3C状态图的关系Fe-Fe3C相图是表示铁碳合金在接近平衡状态下相与成分和温度间的关系图，图中的临界点A1、A3和Acm也只是在这样的条件下才适用的

4、。然而，生产中不可能以无限缓慢的速度加热和冷却，其相变是在非平衡的条件下进行的，研究发现这种非平衡的组织转变有滞后现象。对于加热：非平衡条件下的相变温度高于平衡条件下的相变温度；对于冷却：非平衡条件下的相变温度低于平衡条件下的相变温度。这个温差叫滞后度。加热转变→过热度冷却转变→过冷度3．共析钢奥氏体的形成过程当钢由室温加热到Ac1以上温度时，珠光体将转变为奥氏体。　　当加热到Accm以上温度时P→A，即整个奥氏体的形成过程分为四个阶段，即：晶核形成、晶核长大、残余渗碳体的溶解和奥氏体成分的均匀化。4．奥氏体晶粒大小及其

5、影响因素奥氏体晶粒大小对后续的冷却转变以及转变产物的性能有重要的影响。如奥氏体晶粒细，后续冷却转变产物就既强度高又韧性好。一般情况下，奥氏体的晶粒每细化一级，其转变产物的ak值就提高2-4kg/cm2。为了区别奥氏体的晶粒度，冶金部规定的标准，将奥氏体的晶粒度分为8级，如图5-4。一般认为1-3级为粗晶粒，4-6级为中等晶粒，7-8级为细晶粒。生产中发现，不同牌号的钢，其奥氏体晶粒的长大倾向是不同的。有些钢的奥氏体晶粒随着加热温度升高会迅速长大；而有些钢的奥氏体晶粒则不容易长大，只有加热到更高温度时才开始迅速长大。一般称

6、前者称为“本质粗晶粒钢”，后者为“本质细晶粒钢”。二、钢在冷却时的组织转变钢的冷却转变实质上是过冷奥氏体的冷却转变。1．过冷奥氏体由Fe-Fe3C相图可知，钢的温度高于临界点（A1、A3、Acm）以上时，其奥氏体是稳定的，当温度处于临界点以下时，奥氏体将发生转变和分解。然而在实际冷却条件下，奥氏体虽然冷到临界点以下，并不立即发生转变，这种处于临界点以下的奥氏体称为过冷奥氏体。随着时间的推移，过冷奥氏体将发生分解和转变，其转变产物的组织和性能决定于冷却条件。2．过冷奥氏体等温转变曲线把奥氏体迅速冷却到Ar1以下某一温度保温

7、，待其分解转变完成后，再冷至室温的一种冷却转变方式。这是研究过冷奥氏体转变的基本方法。过冷奥氏体等温转变曲线就是在等温冷却转变情况下，转变温度、转变时间和转变产物之间的关系曲线。3．过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能从前面的分析中知，过冷奥氏体冷却转变时，转变的温度区间不同，转变方式不同，转变产物的组织性能亦不同。过冷奥氏体在不同的等温度下会发生三种不同转变：550℃以上：珠光体转变；550℃～Ms之间为贝氏体转变；Ms～Mf之间为马氏体转变。Ms和Mf为马氏体转变的开始温度和终了温度。（1）珠光体转变组织与性能特征：珠

8、光体片层的粗细与等温转变温度密切相关。当温度在A1～650℃范围内时，形成片层较粗的珠光体，通常所说的珠光体就指这一类，用“P”表示，在650～600℃温度范围内形成层片较细的珠光体，称为索氏体，用“S”表示。在600～550℃温度范围内形成片层极细的珠光体，称为屈氏体，用“T”表示。　　显然，温度越低，珠光体的层片