工程材料钢的热处理.doc

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1、授课题H（教学章、节或主题）：第五章钢的热处理寫篙理论课0讨论课口实验课0习题课口其他口需11学吋教学要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握钢在加热吋的转变，过冷奥氏体转变产物，过冷奥氏体等温和连续转变曲线图，钢的退火，正火，淬火，回火，淬透性；了解钢的表面淬火，钢的化学热处理，材料的表面技术。实验二：钢的非平衡组织观察实验三：钢的淬火与回火实验教学重点、难点及关键知识点：教学重点：钢在加热吋的转变，过冷奥氏体转变产物，过冷奥氏体等温和连续转变曲线图，钢的退火，正火，淬火，回火和淬透性。难点：过冷奥

2、氏体等温和连续转变曲线图，钢的淬火，回火和钢的淬透性方法及手段以讲授为主，结合图形分析和实验观察。教学基本内容（教学过程）改进设想第五章钢的热处理概述一、热处理：是指钢在固态下采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需要的组织结构与性能的工艺。二、热处理的主要目的1.改善钢的工艺性能，为后续工序做准备。2.提高钢的力学性能，从而充分发挥钢材的潜力，提高工件的使用性能和使用寿命。三、热处理的分类厂普通热处理退火正火淬火回火r感应加热淬火热处理彳表面淬火*火焰加热淬火1激光加热表面淬火及其它表面热处理1

3、化学热处理渗碳渗氮碳氮共渗及其它图5-2共析碳钢的奥氏体化示意图第一节钢在加热时的转变一、奥氏体的形成1•钢在加热吋的临界温度奥氏体化：大多数热处理工艺都要将钢加热到临界温度以上，获得全部或部分奥氏体组织，即进行奥氏体化。实际热处理中，加热时相变温度偏向高温，冷却时偏向低温，且加热和冷却速度愈大偏差愈大。通常将加热时的临界温度标为力cl、力c3、/ccm；冷却时标为血1、血3、Acm□图5-1加热和冷却吋碳钢的相变点在Fe-FesC相图上的位置2.奥氏体转变过程（四个基本过程）①奥氏体晶核的形成；②奥

4、氏体晶核的长大；③剩余渗碳体的溶解；④奥氏体成分的均匀化。共析钢和过共析钢的奥氏体形成过程与共析钢基本相同，但必须加热到加3（亚共析钢）或Mem（过共析钢）以上时才获得单一的奥氏体组织。二、钢的奥氏体晶粒度及其控制奥氏体晶粒度：是指钢加热到相变点以上某一温度并保温给定时间所得到的奥氏体晶粒大小。标准晶粒度等级分为8级，1—4级为粗晶粒度，5—8级为细晶粒度。（遗传性:钢的奥氏体晶粒人小直接影响冷却所得组织和性能。奥氏体晶粒细时，退火后所得的组织亦细，则钢的强度、蜩性、韧性较好。而淬火后得到的马氏体也细

5、小，因而韧性得到改善。）,4图5-3标准晶粒度等级（放人100倍）1.实际晶粒度和本质晶粒度实际晶粒度：某一•具体热处理或热加工条件下的奥氏体的晶粒度叫实际晶粒度，它决定钢的性能。本质晶粒度：钢在加热时奥氏体晶粒长大的倾向用本质晶粒度来表示。钢加热到930°C±10°C.保温8小时、冷却后测得的晶粒度叫本质晶粒度。它并不表示晶粒的实际大小，血是一•种长大倾向。如果测得的晶粒细小,则该钢称为本质细晶粒钢,反Z叫本质粗晶粒钢图5-4两种奥氏体晶粒长人倾向的示意图2.影响奥氏体晶粒度的因素随加热温度升高晶粒

6、将逐渐长大。温度越高，奥III（1）加热温度氏体晶粒越粗大。（2）保温时间（3）加热速度大于长大速率，因此获得细小的起始晶粒。（4）钢的成分奥氏体小碳含量增高，晶粒长大倾向增大。未溶碳化物则阻碍晶粒长大。在一定温度卜保温时间越长，奥氏体晶粒越粗大。加热速度愈快，A化的实际温度愈高，A的形核率钢屮加入钛、帆、觇、错、铝等元素，有利于得到本质细晶粒钢,因为碳化物、氧化物和氮化物弥散分布在晶界上，能阻碍晶粒长大，猛和磷促进晶粒长大。第二节钢在冷却时的转变半温度在加以上吋，奥氏体是稳定的。为温度降到加以卜•后

7、,奥氏体即处于过冷状态，这种奥氏体称为过冷奥氏体。过冷A是不稳定的，会转变为其它的组织。钢在冷却时的转变，实质上是过冷A的转变。冷却方式:1.等温处理——将钢迅速冷却到临界点以下给定温度，进行保温,使其在该温度•卜•恒温转变。2.连续冷却——将钢以某种速度连续冷却，使其在临界点以下变温连续转变。一、过冷奥氏体的等温转变（一）共析钢过冷奥氏体的等温转变共析钢过冷奥氏体的等温转变过程和转变产物可用其等温转变曲线（可简称为TTT曲线、C曲线）图来分析。（T-—timeTtemperatureTtransfo

8、rmation)300200P800A,7006005004000转变开始7奥氏体oor^600560450■700转变终了线□of/。转变开始oL■七•转变终了（耐间（图5-5共析钢C曲线测定原理示意图共析钢过冷奥氏体等温转变包括三个转变区o1・高温转变（珠光体型转变）（共析转变A-P）发生温度：A1---550°0产物：珠光体图5-6共析钢过冷A的等温转变1111线图层片变细，强度硬度增加，塑性韧性有所增加。2.中温转变（贝氏体型转变）转变温度:5