《钢的热处理》PPT课件.ppt

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1、《材料加工工艺》第三章钢的热处理概述1.热处理的定义:将钢在固态下加热、保温、冷却，以获得所需要的组织结构与性能的工艺。时间温度临界温度热加保温冷却2.热处理的主要目的:改变钢的性能3.热处理的应用范围:整个制造业4.热处理的分类：普通热处理表面热处理退火;正火;淬火;回火;表面淬火化学热处理感应加热淬火火焰加热淬火渗碳;渗氮;碳氮共渗;热处理三阶段：加热、保温、冷却平衡临界点：A1A3Acm；加热时:Ac1、Ac3、Accm冷却时:Ar1、Ar3、Arcm实际热处理中，有滞后现象：即：过冷与过热第一节钢在加热和冷却时的

2、组织转变一、钢在加热时的组织转变（以共析钢为例）PA，是成分相差悬殊，晶格截然不同的两相混合物转变为单相固溶体的过程，必然发生晶格重构与原子扩散。C%0.770.02186.690.77晶格Bcc复杂Fcc对亚共析钢:F+PAc1以上F+AAc3以上A对过共析钢:Fe3C+PAc1以上Fe3C+AAccm以上A亚共析钢的奥氏体形成过程过共析钢的奥氏体形成过程奥氏体化后的钢只有通过适当的冷却，才能得到所需要的组织和性能。冷却是热处理的关键工序。二、钢在冷却时的组织转变热处理中采用不同的冷却方式，过冷奥氏体将转变为不同组织，

3、性能具有很大的差异。45钢经840℃加热在不同条件冷却后的力学性能过冷奥氏体：冷却到相变温度以下且尚未转变的奥氏体，处在不稳定的过冷状态。过冷奥氏体的等温转变1、建立共析钢过冷奥氏体等温冷却转变曲线----TTT曲线(C曲线)T---timeT---temperatureT---transformation过冷奥氏体的等温转变图是表示奥氏体急速冷却到临界点A1以下在各不同温度下的保温过程中转变产物与转变时间的关系曲线，又称C曲线或TTT曲线。⑴取一批小试样(1.5mm)并进行奥氏体化；⑵将试样分组淬入低于A1点的不同温度

4、的盐浴中，隔一定时间取一试样淬入水中。⑶测定每个试样的转变量，确定各温度下转变量与转变时间的关系。⑷将各温度下转变开始时间及终了时间标在温度—时间坐标中，并分别连线。5506502s10s5s2s5s10s30s40s共析碳钢TTT曲线建立过程示意图时间(s)3001021031041010800-100100200500600700温度(℃)0400A1共析碳钢TTT曲线的分析稳定的奥氏体区过冷奥氏体区A向产物转变开始线A向产物转变终止线A+产物区产物区A1-550℃;高温转变区;扩散型转变;P转变区。550-230℃

5、;中温转变区;半扩散型转变;贝氏体(B)转变区;230--50℃;低温转变区;非扩散型转变;马氏体(M)转变区。时间(s)3001021031041010800-100100200500600700温度(℃)0400A1MsMf马氏体的性能高硬度是马氏体性能的主要特点。马氏体的硬度主要取决于其含碳量。含碳量增加，其硬度增加。当含碳量大于0.6%时，其硬度趋于平缓。合金元素对马氏体硬度的影响不大，可提高强度。马氏体硬度、韧性与含碳量的关系C%过冷奥氏体转变产物（共析钢）转变类型转变产物形成温度，℃转变机制显微组织特征HRC

6、获得工艺珠光体PA1~650扩散型粗片状，F、Fe3C相间分布5-20退火S650~600细片状，F、Fe3C相间分布20-30正火T600~550极细片状，F、Fe3C相间分布30-40等温处理贝氏体B上550~350半扩散型羽毛状，短棒状Fe3C分布于过饱和F条之间40-50等温处理B下350~MS竹叶状，细片状Fe3C分布于过饱和F针上50-60等温淬火马氏体M针MS~Mf无扩散型针状60-65淬火M*板条MS~Mf板条状50淬火CCT曲线位于TTT曲线右下方。CCT曲线获得困难，TTT曲线容易测得。可用TTT曲线

7、定性说明连续冷却时的组织转变情况。方法是将连续冷却曲线绘在C曲线上，依其与C曲线交点的位置来说明最终转变产物。用TTT曲线定性说明共析钢连续冷却时的组织转变炉冷空冷油冷水冷PST+M+A’M+A’共析钢过冷A等温转变图在连续冷却转变中的应用第二节钢的退火与正火毛坯生产预备热处理机械加工最终热处理机械精加工预备热处理:退火;正火最终热处理:淬火;回火一般零件生产的工艺路线:退火与正火主要用于预备热处理，只有当工件性能要求不高时才作为最终热处理。一、退火将钢加热至适当温度保温，然后缓慢冷却(炉冷)的热处理工艺叫做退火。1、退

8、火目的⑴调整硬度，便于切削加工。适合加工的硬度为170-250HB。⑵消除内应力，防止加工中变形。⑶细化晶粒，为最终热处理作组织准备。真空退火炉将亚共析钢加热到Ac3+30~50℃保温后缓冷，以获得接近平衡组织的工艺，主要用于铸钢件和重要的锻件。⑴完全退火原理：加热获得细小A，缓冷时通过重结晶获得细小组织，可消除应力