第六章金属热处理及材料改性ppt课件.ppt

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1、第六章金属热处理及材料改性改善钢的性能，主要有两条途径：合金化和热处理。1、热处理：是指将钢在固态下加热、保温和冷却，以改变钢的组织结构，获得所需要性能的一种工艺。为简明表示热处理的基本工艺过程，通常用温度-时间坐标绘出热处理工艺曲线。概述概述在机床制造中约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%。热处理是一种重要的加工工艺，在制造业被广泛应用。模具、滚动轴承100%需经过热处理。总之，重要零件都需适当热处理后才能使用。概述2、热处理特点：热处理区别于其他加工工艺如铸造、压力加工等的特点是只

2、通过改变工件的组织来改变性能，而不改变其形状。铸造轧制3、热处理适用范围：只适用于固态下发生相变的材料，不发生固态相变的材料不能用热处理强化。概述其他热处理普通热处理表面热处理热处理：退火、正火、淬火、回火真空热处理形变热处理激光热处理控制气氛热处理表面淬火—感应加热、火焰加热、电接触加热等化学热处理—渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗其他元素等4、热处理分类：根据加热、冷却方式及钢组织性能变化特点不同，将热处理工艺分类如下：概述5、预备热处理与最终热处理预备热处理—为随后的加工（冷拔、冲压、切削）或进一步热处理作准备的热处理。最终热处理—赋予

3、工件所要求的使用性能的热处理.预备热处理最终热处理W18Cr4V钢热处理工艺曲线时间温度/℃第一节钢在加热时的转变加热时，实际转变温度分别用Ac1、Ac3、Accm表示冷却时，实际转变温度分别用Ar1、Ar3、Arcm表示临界温度与实际转变温度铁碳相图中A1、A3、Acm表示的是钢在平衡条件下奥氏体转变的临界温度。实际际加热或冷却时存在过冷或过热现象。因此：第一节钢在加热时的转变加热是热处理的第一道工序。加热分两种：一种是在A1以下加热，不发生相变；另一种是在临界点以上加热，目的是获得均匀的奥氏体组织，称奥氏体化。钢坯加热一、奥氏体的

4、形成过程奥氏体化也是形核和长大的过程，分为四步。现以共析钢为例说明：第一节钢在加热时的转变第一步奥氏体晶核形成：首先在F与Fe3C相界形核，因为F的含碳量低，Fe3C含碳量高，A的含碳量介于两者之间。第二步奥氏体晶核长大：形成晶核后，A晶核不断合并相邻的F，且Fe3C不断溶解于A中，以供给碳。第一节钢在加热时的转变第三步残余Fe3C溶解:F的成分、结构更接近于奥氏体，因而先转变完，残余的Fe3C随保温时间延长继续溶解直至消失。第四步奥氏体成分均匀化：Fe3C溶解后，其所在部位碳含量仍很高，通过长时间保温使A成分趋于均匀。第一节钢在加热

5、时的转变奥氏体的形成FFe3C未溶Fe3CA残余Fe3CAAAA形核A长大残余Fe3C溶解A均匀化第一节钢在加热时的转变亚共析钢和过共析钢的奥氏体化过程与共析钢基本相同。但由于先共析或二次Fe3C的存在，要获得全部奥氏体组织，必须相应加热到Ac3或Accm以上.第一节钢在加热时的转变二、奥氏体晶粒长大及其影响因素1、奥氏体晶粒度奥氏体化刚结束时的晶粒度称起始晶粒度，此时晶粒细小均匀。随加热温度升高或保温时间延长，奥氏体晶粒将进一步长大，这也是一个自发的过程。奥氏体晶粒长大过程与再结晶晶粒长大过程相同。第一节钢在加热时的转变在给定温度

6、下奥氏体的晶粒度称实际晶粒度。加热时奥氏体晶粒的长大倾向称本质晶粒度。通常将钢加热到94010℃奥氏体化后，设法把奥氏体晶粒保留到室温来判断。晶粒度为1-5级的是本质粗晶粒钢，6-10级的是本质细晶粒钢。前者晶粒长大倾向大，后者晶粒长大倾向小。Ac1第一节钢在加热时的转变2、影响奥氏体晶粒长大的因素⑴加热温度和保温时间加热温度高、保温时间长,晶粒粗大.⑵加热速度加热速度越快,过热度越大,形核率越高,晶粒越细.⑶合金元素阻碍奥氏体晶粒长大的元素:Ti、V、Nb、Ta、Zr、W、Mo、Cr、Al等碳化物和氮化物形成元素促进奥氏体晶粒

7、长大的元素：Mn、P、C、N。第二节钢在冷却时的转变冷却是热处理更重要的工序。处于临界点A1以下的奥氏体称过冷奥氏体。过冷奥氏体是非稳定组织，迟早要发生转变。随过冷度不同，过冷奥氏体将发生珠光体转变、贝氏体转变和马氏体转变三种类型转变。现以共析钢为例说明：第二节钢在冷却时的转变一、珠光体转变1、珠光体的组织形态及性能过冷奥氏体在A1~550℃间将转变为珠光体类型组织，它是铁素体与渗碳体片层相间的机械混合物，根据片层厚薄不同,又细分为珠光体、索氏体和屈氏体.珠光体索氏体屈氏体第二节钢在冷却时的转变⑴珠光体：形成温度为A1~650℃，片层

8、较厚，500倍光镜下可辨，用符号P表示.光镜下形貌电镜下形貌第二节钢在冷却时的转变⑵索氏体形成温度为650~600℃,片层较薄。电镜形貌光镜形貌800~1000倍光镜下可辨，用符号S表示。第二节钢在冷却时的转变⑶屈氏体形