机械工程材料(第七章)课件.ppt

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1、工程材料及机械制造基础讨论火中烧过的钉子的性能会发生哪些变化？再结晶退火和再结晶退火温度是怎么回事？第7章钢的热处理工艺概述7.1钢在加热时的组织转变7.2钢在冷却时的组织转变7.37.4钢的退火与正火钢的淬火7.57.6钢的回火本章讨论的重点钢在加热时组织转变的过程及影响因素；本质晶粒度与实际晶粒度的含义，控制晶粒度大小的因素；共析钢奥氏体等温冷却曲线中各条线的含义。C曲线中各种温度区域内奥氏体转变产物的组织形貌，性能特点。7.1概述非共析钢C曲线与共析钢C典线的差别及影响C典线的因素；奥低体连续冷却转变曲线的特点，冷却速度对钢的组织

2、变化和最终性能的影响；各种热处理的定义、目的、组织转变过程，性能变化，用途和适用的钢种，零件的范围。7.1概述钢在加热和冷却时组织转变的机理；各种热处理的具体工艺过程；钢在加热和冷却过程中产生的缺陷。7.1概述“材料的化学成分→加工工艺→组织、结构→性能→应用”之间的相互关系及其变化规律是这门课程的“纲。在热处理这一章，更是体现了工艺决定组织进而决定性能这一特性。7.1概述钢的热处理是指将钢在固态下施以不同的加热、保温和冷却，以改变其组织，从而获得所需性能的一种工艺。从对热处理的定义可见，加热、保温和冷却是热处理的三个阶段，其方法可分为

3、：退火、正火、淬火、回火、表面淬火和化学热处理等方式。7.1概述7.2钢在加热时的组织转变一、共析钢的奥氏体化二、亚（过）析钢的奥氏体化三、影响奥氏体化的因素四、奥氏体晶粒大小及控制一、共析钢的奥氏体化包括晶格改组和Fe、C原子的扩散过程，遵循形核、长大规律.7.2钢在加热时的组织转变1．共析钢奥氏体化温度7.2钢在加热时的组织转变7.2钢在加热时的组织转变F(Bcc,0.0218)+Fe3C(6.69)------>A(Fcc,0.77)Ac1温度时：Ac1即为奥氏体化温度7.2钢在加热时的组织转变2．共析钢奥氏体化过程a.形核——优

4、先在相界（F，Fe3C）形核b.长大c.渗碳体完全溶解d.碳的均匀化7.2钢在加热时的组织转变7.2钢在加热时的组织转变二、亚（过）析钢的奥氏体化亚共析钢和过共析钢因为有先共析相，故珠光体转变为奥氏体后，先共析相接着向奥氏体转变或溶解，最后得到单相的奥氏体。7.2钢在加热时的组织转变三、影响奥氏体化的因素1．加热温度T↑→A化↑   (D↑→浓度梯度大）2．加热速度V↑→转变开始温度↑，转变时间↓3．含碳量C%↑→界面多→核心多→转变快7.2钢在加热时的组织转变4．合金元素a.Cr、M0、W、V、Nb、Ti强碳化物形成元素，↓奥氏体形成

5、速度b.C0、Ni非碳化物形成元素，↑奥氏形成速度c.Al、Si、Mn影响不太5．原始组织片状，片间距小→相界面多→碳弥散度大→碳原子扩散距离短→奥氏体形核长大快>粒状。7.2钢在加热时的组织转变7.2钢在加热时的组织转变1．晶粒度:表征晶体内晶粒大小的量度，通常用长度，面积，体积或晶粒度级别表示。四、奥氏体晶粒大小及控制7.2钢在加热时的组织转变7.2钢在加热时的组织转变2．起始晶粒度、实际晶粒度、本质晶粒度本质晶粒度：钢奥氏体晶粒长大的倾向。奥氏体晶粒随温度的升高而且迅速长大→本质粗晶钢奥氏体晶粒随温度升高到某一温度时，才迅速长大→

6、本质细晶钢7.2钢在加热时的组织转变7.2钢在加热时的组织转变3．奥氏体晶粒度的控制a.加热工艺加热温度，保温时间b.钢的成分——合金化A中C%↑→晶粒长大↑MxC%↑→晶粒长大↓1）碳化物形成元素细化晶粒2）Al→本质细晶钢3）Mn、P促进长大。7.2钢在加热时的组织转变一、过冷奥氏体的冷却处理二、过冷奥氏体的等温转变三、过冷奥氏体的连续冷却转变7.3钢在冷却过程中的组织转变一、过冷奥氏体的冷却处理7.3钢在冷却过程中的组织转变二、过冷奥氏体的等温转变1．共析钢过冷A等温转变曲线测绘步骤：冷却到一定温度，保温，测量A过冷转变开始和终了

7、时间，连接相同意义点。7.3钢在冷却过程中的组织转变7.3钢在冷却过程中的组织转变特点：A1以上：A稳定；A1以下：A不稳定，过冷；C曲线有一最小孕育期；T↓，A——P的驱动力F提高；T↓——D↓。7.3钢在冷却过程中的组织转变2．共析钢过冷奥氏体等温转变产物的组织和特征（1）高温转变区（A1——鼻子温度（5500C）以上）A过冷——>P（S，T）索氏体，屈氏体。P的形成取决于生核，长大速率。T↓，生核，长大↑。T↓→6000C，D↓，长大慢→层间距薄，短扩散型相变，综合性能好，HB较低，韧性好。T↓——HB↑，强度↑7.3钢在冷却过程

8、中的组织转变550℃~350℃上贝氏体半扩散型，Fe不扩散羽毛状碳化物在F间，韧性差350℃~MS下贝氏体C原子有一定的扩散能力针状碳化物在F内，韧性高，综合机械性能好（2）中温区转变，贝氏体转变550℃~