铁碳合金相图及钢的热处理课件.ppt

《铁碳合金相图及钢的热处理课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第3章铁碳合金相图及钢的热处理3.1铁碳合金相图3.2钢与白口铁的结晶分析3.3钢的热处理原理3.4钢的热处理工艺3.5钢的表面处理下一章铁碳合金的相结构与性能Fe—Fe3C相图相图分析合金元素对Fe—Fe3C相图的影响3.1铁碳合金相图同种晶体材料中，不同类型晶体结构之间的转变称为同素异构转变。遵循生核与长大的基本规律。图3.2纯铁的冷却曲线和晶格变化铁的同素异构现象(1)铁素体：常用符号F或α表示。其溶碳能力差。铁素体的强度差，硬度低，塑性好。(2)奥氏体：常用符号A或γ表示。在1147℃时可溶碳2.06％。是一种硬度较低而塑性较高的固溶体。常作为各类钢的加工状态。

2、(3)渗碳体：碳与铁的化合物(Fe3C)，叫渗碳体，含碳为6.67％。渗碳体的硬度高，约为800HB，极脆，塑性几乎等于零，熔点为l227℃。高温铁素体：以δ表示。碳在δ—Fe中的最大溶解度为0.10％，δ固溶体只存在于高温很小的区间，对钢铁的性能影响不大。1.铁碳合金的相结构与性能图3.3Fe一Fe3C系状态图2.相图分析4.3%2.06%0.8%0.02%三个转变：包晶转变：共晶转变：共晶转变的产物称为高温莱氏体，用Ld表示。共析转变：共析转变产物称为珠光体，用P表示。a)b)图3.4Mn（Ni）、Cr（Mo）对铁碳合金相图的影响合金元素对铁碳相图的影响解释:含碳量

3、≥0.40%、含铬12%的铬钢属于过共析钢，而含碳1.5%、含铬12%的钢属于莱氏体钢；答：由于合金元素加入后显著改变了S点的位置，使它向碳含量减少的方向移动。所以含碳量≥0.40%、含铬12%的铬钢属于过共析钢，而含碳1.5%、含铬12%的钢属于莱氏体钢钢的平衡结晶过程1.铁碳合金在平衡状态下的相变白口铸铁的平衡结晶过程含碳量对平衡组织的影响2.含碳量对铁碳合金组织性能的影响含碳量对力学性能的影响3.Fe—Fe3C相图的应用3.2钢与白口铁的结晶分析(1)奥氏体以上的平衡结晶过程含碳量在0.10％~0.51％的钢液在平衡结晶中，在包晶线(HJB水平线)将发生包晶转变，

4、生成奥氏体。其他成分的钢液在NJB以下，都生成单一奥氏体。1．钢的平衡结晶过程(2)奥氏体以下的平衡相变过程1)共析钢(I)用杠杆定律可求出珠光体中铁素体和Fe3C的相对量为：图--钢的结晶过程示意图共析钢结晶过程图3.9共析钢的显微组织2)亚共析钢(Ⅱ)鉴于铁素体中的含碳量很少，通常用下式来估算亚共析钢的含碳量：(珠光体相对量)图3.11亚共析钢显微组织3)过共析钢(Ⅲ)图3.13过共析钢的显微组织图共晶白口铸铁、亚共晶白口铸铁和过共晶白口铸铁的结晶过程可用同样的方法来分析。2．白口铸铁的平衡结晶过程亚共晶白口铁结晶过程示意图共晶白口铁结晶过程图--铁碳合金的相组成物

5、、组织组成物的相对量与含碳量的关系1．含碳量对平衡组织的影响0.82.064.3图3.22含碳量对钢的平衡组织力学性能的影响2．含碳量对力学性能的影响Fe—Fe3C相图的应用1．在选材上的应用Fe—Fe3C相图所表明的某些成分一组织一性能的规律，为钢铁材料的选用提供了依据。2．在铸造工艺制订上的应用3．在塑性加工工艺制订上的应用4．在热处理工艺制订上的应用基本知识1.奥氏体的形成过程及影响因素2.奥氏体晶粒的长大及影响因素3.奥氏体的分解4.钢回火时的转变3.3钢的热处理原理热处理概述视频图--热处理工艺曲线热处理工艺按其工序位置可分为预备热处理和最终热处理。根据热处理

6、的目的要求和工艺方法的不同，热处理可分为三大类：1、普通热处理：退火、正火、淬火、回火2、表面热处理：表面淬火、化学热处理3、其他热处理：形变热处理、超细化热处理、真空热处理等图3.23碳钢在加热和冷却时的临界点在Fe—Fe3c相图上的位置钢在实际加热时的转变点将共析钢加热到稍高于Ac1的温度，便发生珠光体(P)向奥氏体(A)的转变，其转变式可写成奥氏体的形成过程，也称为“奥氏体化”，它是一个形核、长大和成分均匀化的过程，由以下四个阶段组成。奥氏体的形成过程及影响因素1．奥氏体的形成过程(1)加热温度和加热速度(2)原始组织(3)合金元素2．奥氏体形成的影响因素奥氏体形

7、成过程结束后，如继续提高加热温度或在当前温度下保温更长时间，将会发生奥氏体晶粒长大的现象。奥氏体实际晶粒大小，对冷却后钢的组织和性能有很大的影响。奥氏体晶粒过大，会使冷却后的钢材强度、塑性和韧性下降，尤其是塑性和韧性下降更为显著。图---奥氏体晶粒尺寸对冷却后钢的性能的影响奥氏体晶粒的长大及影响因素奥氏体实际晶粒大小与钢的原始组织、加热条件、钢中合金元素及未溶第二相的存在与否有关。根据钢在加热和保温过程中奥氏体晶粒长大倾向的不同，可将钢材区分为本质粗晶粒钢和本质细晶粒钢。在热处理时，为了控制奥氏体晶粒大小，应合理选择钢件材料并严格控制加热