金属材料与热处理全套配套课件教学资源包5.项目五.pptx

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1、金属材料与热处理项目五钢的热处理项目导入热处理是提高机械产品质量，充分发挥材料潜力的重要工艺方法，是钢热处理原理在生产实践中的具体应用。钢的热处理是通过将钢在固态下加热、保温和冷却来改变其内部组织，从而获得所需的组织结构与性能的一种工艺方法。根据使用条件和性能的要求，结合热加工工艺过程，采用合理的热处理手段，是提高零件力学性能、使用寿命的必要条件。01目录CONTENT认识钢的热处理认识“C”曲线钢的淬火和回火020403钢的退火和正火CONTENT钢的表面淬火05钢的化学热处理06零件的热处理分析07任务一认识钢的热处理热处理可以强化材料，充分发挥钢材的潜力，提高或改善工件的使用性能和加工工

2、艺性，是提高加工质量，延长工件和刀具使用寿命、节约材料、降低成本的重要手段。学习目标理解共析钢在加热时的组织转变过程。掌握热处理的目的及作用。了解钢在加热时的组织转变过程。任务描述钢的热处理目的及意义。利用Fe-Fe3C相图和固态相变原理确定钢加热和冷却时的临界点。一、钢热处理的目的钢的热处理是将钢在固态下采用适当的方法进行加热、保温和冷却，以获得所需要的组织机构和性能的工艺。热处理目的在于消除毛坯（如铸件、锻件）中的缺陷，改变其工艺性能，为后续工序做好组织准备;更重要的是热处理能显著提高钢的力学性能，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。一、钢热处理的目的热处理普通热处理退火

3、淬火渗氮渗碳碳氮共渗其他回火表面热处理正火化学热处理表面淬火火焰加热表面淬火感应加热表面淬火根据加热和冷却的方法不同，常用的热处理大致可分:一、钢热处理的目的热处理的方法虽然很多，但任何一种热处理工艺都是由加热、保温和冷却三个阶段所组成的。因此热处理工艺过程可用温度—时间坐标系的曲线图表示。这种曲线称为热处理工艺曲线。热处理改变钢的性能是通过改变组织来实现的。从而使钢在加热和冷却过程中，会发生一系列组织结构转变，这些转变具有严格的规律性，因此，要正确掌握钢的热处理工艺，就必须了解钢在不同的加热和冷却条件下组织转变规律。二、Fe-Fe3C相图在热处理中的应用由Fe-Fe3C相图可知，碳钢在缓慢加

4、热或冷却过程中，在PSK线、GS线、ES线上都要发生组织转变。因此，任一成分碳钢的固态组织转变的相变点，都可由PSK线、GS线、ES线来确定。通常把PSK线称为A1线、GS线称为A3线、ES线称为Acm线。而该线上的相变点，则相应的用A1、A3、Acm来表示。A1、A3、Acm是钢在缓慢加热和冷却时的临界点。但在实际生产中加热和冷却的条件下，钢的组织转变总有滞后现象。即钢在加热时高于临界点，冷却时低于临界点。为了便于区别，通常把加热时的各临界点分别用Ac1、Ac3、Accm来表示，冷却时的各临界点分别用Ar1、Ar3、Arcm来表示。三、钢在加热时的转变———奥氏体化热处理时需将钢加热到一定温

5、度，使其组织全部或部分转变成奥氏体，这种通过加热获得奥氏体组织的过程称为奥氏体化。以共析钢为例说明钢的奥氏体化过程。共析钢加热到Ac1以上时，钢中的珠光体将向奥氏体转变，这一转变过程遵循结晶过程的基本规律，也是通过形核和晶核长大的过程进行的。三、钢在加热时的转变———奥氏体化1.奥氏体晶核的形成与长大奥氏体晶粒最容易在铁素体与渗碳体的界面上生成。界面上原子排列紊乱，处于不稳定状态，为奥氏体的形核提供了有利条件。晶核生成后，与奥氏体相邻的铁素体中的铁原子通过扩散运动转移到奥氏体晶核上来，使奥氏体晶核长大。同时与奥氏体相邻的渗碳体通过分解不断地溶入生成的奥氏体中，也使奥氏体逐渐长大，直至珠光体全部

6、消失为止。2.剩余渗碳体的溶解当铁素体转变成奥氏体后，铁素体消失，但还有相当数量渗碳体尚未溶解，这些渗碳体称为残余渗碳体。随着时间的延长，残余渗碳体继续向奥氏体中溶解，直至全部消失为止。三、钢在加热时的转变———奥氏体化3.奥氏体的均匀化渗碳体刚刚溶入奥氏体后，奥氏体浓度仍然不均匀，在原渗碳体的地方碳的浓度高，而原来铁素体的地方碳的浓度低，只有经过长时间保温或继续加热，才能使碳原子充分扩散，获得均匀的奥氏体。因此，热处理加热后的保温阶段，不仅是为了使工件热透，也是为了使组织转变完全及奥氏体成分均匀。亚共析钢室温组织是珠光体和铁素体，当加热到Ac1时，其组织中的珠光体转变为奥氏体，温度继续升高，

7、铁素体不断向奥氏体转变，直到Ac3时才全部转变为单一的奥氏体组织。过共析钢的室温组织是珠光体和二次渗碳体，当加热Ac1时，珠光体转变为奥氏体，温度继续升高，渗碳体逐渐溶解到奥氏体中。直到Accm线时，才全部转变成单相奥氏体组织。四、奥氏体的晶粒度及其影响因素1.奥氏体晶粒的长大当珠光体向奥氏体转变刚刚完成时，奥氏体的晶粒比较细小。这是因为珠光体内铁素体和渗碳体的相界面很多，有利于形成数目众多的奥氏