金材-第四章 钢的热处理概要课件.ppt

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1、第四章钢的热处理第一节：热处理的原理及分类第二节：钢在加热及冷却时的组织转变第三节：热处理的基本方法第四节：钢的表面热处理第五节：零件的热处理分析§4—1热处理的原理及分类1、热处理热处理是将固态金属或合金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。热处理是一种重要的加工工艺，在制造业被广泛应用在机床制造中约60-70%的零件要经过热处理。在汽车、拖拉机制造业中需热处理的零件达70-80%。至于模具、滚动轴承则要100%经过热处理。总之，重要的零件都要经过适当的热处理才能使用。2、热处理的目的①、提高零件的使用性能；②、充分发挥钢材的潜力；③、延长零件的使用寿命；④

2、、改善工件的工艺性能，提高加工质量，减小刀具的磨损。热处理的分类热处理1.常规热处理：退火、正火、淬火、回火2.表面热处理：表面淬火、化学热处理热处理使钢性能发生变化的原因由于铁有同素异构转变，从而使钢在加热和冷却过程中，发生了组织与结构变化。§4—2钢在加热及冷却时的组织转变（一）、钢在加热时的组织转变1、钢在加热和冷却时的相变温度由于实际加热或冷却时存在过冷或过热现象，将钢加热时的实际转变温度分别用Ac1、Ac3、Accm表示，冷却时的实际转变温度分别用Ar1、Ar3、Arcm表示2、奥氏体的形成（二）、钢在冷却时组织转变连续冷却等温冷却（1）、奥氏体的等温转变奥氏体在A１线以上是稳定相

3、，当冷却到A１线以下而尚未转变时的奥氏体称为过冷奥氏体。过冷奥氏体是一种不稳定的过冷组织。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量与转变时间的关系曲线。又称C曲线时间温度A1MSMfA过冷APBMA→MA→BA→P转变开始线转变终了线转变开始点的连线称转变开始线。转变终了点的连线称转变终了线。A1-Ms间及转变开始线以左的区域为过冷奥氏体区。转变终了线以右及Mf以下为转变产物区。两线之间及Ms与Mf之间为转变区。2、C曲线的分析转变开始线与纵坐标之间的距离为孕育期。孕育期越小，过冷奥氏体稳定性越小。孕育期最小处称C曲线的“鼻尖”。碳钢鼻尖处的

4、温度为550℃。（A）珠光体型转变区-----高温等温转变珠光体形成温度为A1-650℃，片层较厚，500倍光镜下可辨，用符号P表示。索氏体形成温度为650-600℃，片层较薄，800-1000倍光镜下可辨托氏体形成温度为600-550℃，片层极薄，电镜下可辨，用符号T表示。珠光体转变转变温度（℃）片间距（nm）硬度（HRC）珠光体（P）720～680250～19005～25索氏体（S）680～60080～25025～35托氏体（T）600～55030～8035～40珠光体索氏体托氏体片间距越小，钢的强度、硬度越高，而塑性和韧性略有改善珠光体、索氏体、屈氏体三种组织无本质区别，只是形态上的粗

5、细之分（B）贝氏体型转变区———中温等温转变上贝氏体下贝氏体上贝氏体形成温度为550-350℃，在光镜下呈羽毛状下贝氏体形成温度为350℃-Ms（230℃），在光镜下呈竹叶状过冷奥氏体在550℃-230℃(Ms)间将转变为贝氏体类型组织，贝氏体用符号B表示。根据其组织形态不同，贝氏体又分为上贝氏体(B上)和下贝氏体（B下）。下贝氏体除了强度、硬度较高外，塑性、韧性也较好，即具有良好的综合力学性能，是生产上常用的强化组织之一上贝氏体强度与塑性都较低，无实用价值。（C）马氏体型转变区（低温连续转变）碳在α-Fe中的过饱和固溶体称为马氏体，用符号M表示。马氏体转变时，奥氏体中的碳全部保留到马氏体中

6、。马氏体组织马氏体的形态板条马氏体：低碳马氏体。其立体形态为细长的扁棒状，在光镜下为一束束的细条状组织，每束内条与条之间尺寸大致相同并呈平行排列，一个奥氏体晶粒内可形成几个取向不同的马氏体束。针状马氏体：高碳马氏体。其立体形态为双凸透镜形的片状，显微组织为针状。马氏体转变的特点1、转变是在一定的温度范围内（Ms～Mf）连续冷却中进行2、转变速度极快；转变时体积发生膨胀，产生很大的内应力，工件易裂、变形3、转变不完全性，在Mf以下仍有A残4、晶格发生畸变，组织不稳定5、奥氏体转变成马氏体所需的最小冷却速度称为临界冷却速度（2）、奥氏体的连续冷却转变铜棒Ø24mm电缆线Ø0.15mm如何消除拉拔

7、过程中的硬化现象？切削件的硬度如何调整？刀具如何才能具有较高的韧性？切削件的硬度在170～230HB范围内，切削性能较好。刀具具有较高的韧性时，不容易发生崩刃。加工过程（铸、锻、焊、切削）产生的内应力季裂如何消除加工过程中产生的内应力？§4—3热处理的基础方法钢的退火与正火机械零件一般的加工工艺路线：铸造或锻造—退火或正火—机械粗加工（预先热处理）-淬火+回火（或表面热处理）—机械精加工（最终热处理）毛坯（铸