材料的强化原理教学内容.ppt

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1、材料的强化原理钢在加热时的转变加热工序的目的：得到奥氏体奥氏体形成过程：形核在F/Fe3C相界面上形核晶核长大F→A晶格重构Fe3C溶解，C→A中扩散3残余Fe3C溶解2021/8/2513-2工程材料与材料成型基础Ac1~AccmAccm以上Ac3以上影响奥氏体晶粒大小的因素奥氏体均匀化对亚共析钢：P+F对过共析钢：P+Fe3CⅡAc1~Ac3A+FAA+Fe3CⅡA保温工序的目的：得到成分均匀的奥氏体，消除内应力，促进扩散影响奥氏体晶粒大小的因素：加热温度↑，保温时间↑→A晶粒长大快加热速度↑→A晶粒细含碳量↑→A晶粒细原始组织细→A晶粒细2021/8/2513-3工程材料与

2、材料成型基础钢在冷却时的转变A1℃t等温冷却连续冷却过冷奥氏体：在A1以下，未发生转变的不稳定奥氏体。按等温冷却方式测定，得到过冷奥氏体等温转变曲线：C曲线（TTT曲线）按连续冷却方式测定，得到过冷奥氏体连续冷却转变曲线：CCT曲线℃tA1CCTC曲线Ms2021/8/2513-4工程材料与材料成型基础共析钢C曲线分析孕育期——表示过冷A的稳定程度四个区域：奥氏体稳定区过冷奥氏体区转变产物区转变区C曲线形状三种转变类型高温转变区：P型转变中温转变区：B型转变低温转变区：M型转变2021/8/2513-5工程材料与材料成型基础珠光体转变1珠光体组成：F和Fe3C的机械混合物2形成特

3、点：在固态下形核、长大是扩散型相变3形态：片状A1~650℃：珠光体P650~600℃：索氏体S（细P）600~550℃：托氏体T（极细P又称屈氏体）球状——Fe3C呈球状2021/8/2513-6工程材料与材料成型基础珠光体性能珠光体片越细→HB↑，σb↑C%相同时，球状P比片状P→HB↓，σb↓，δ↑2021/8/2513-7工程材料与材料成型基础贝氏体转变1贝氏体组成：过饱和F和碳化物的机械混合物2形成特点：在固态下形核、长大是半扩散型相变3转变温度与形态：550~350℃：上贝氏体B上350℃~Ms：下贝氏体B下4性能：转变℃↓→F片细，过饱和度↑Fe3C细小，弥散度↑→

4、HB↑，σb↑耐磨性↑，塑、韧性好B下的强韧性好B上无用2021/8/2513-8工程材料与材料成型基础马氏体转变1马氏体组成：碳在α-Fe中的过饱和固溶体形成特点：在固态下形核、长大是无扩散型相变变温形成，高速长大转变不完全（在含碳>0.5%的钢中总有残余A）3形态：板条M——低碳M（位错M）（<0.2%C)片状M——高碳M（孪晶M）(>1.0%C)0.2~1.0%C之间的钢得到混合M2021/8/2513-9工程材料与材料成型基础马氏体性能1高硬度C%↑→HB↑，马氏体的硬度主要取决于马氏体的含碳量即母相奥氏体的含碳量2塑韧性低碳M塑韧性好高碳M塑韧性差因此，低碳M强韧性好高

5、碳M必须回火3比容大→（高碳）M易变形、开裂2021/8/2513-10工程材料与材料成型基础影响C曲线的因素（即：影响奥氏体等温转变的因素，影响过冷奥氏体稳定性的因素）1含碳量↑→对亚共析钢→C曲线右移过共析钢→C曲线左移℃tA1Cr,Mo,W,VCr,Mo,W,VCo先析出相2合金元素（溶入A后）3加热条件加热温度↑，加热时间↑→→C曲线右移2021/8/2513-11工程材料与材料成型基础钢的退火典型零件的制造过程：铸/锻→预备热处理→粗加工→最终热处理→精加工预备热处理目的：消除前道工序的缺陷为后续工序作组织准备最终热处理目的：满足使用性能要求退火：加热、保温、慢冷得到P

6、类组织退火的目的：软化、稳定化、细化、均匀化12工程材料与材料成型基础完全退火和等温退火——加热到Ac3+30~50℃，保温后炉冷指加热到完全奥氏体化目的：细化，软化适用于：亚共析钢的铸、锻件，热轧型材，焊接件组织：F+P——加热到Ac3（Ac1）+20~50℃，保温后在Ar1以下等温后空冷目的：细化，软化、省时适用于：中、高合金钢组织：F+P或Fe3C+Pt℃过共析钢亚共析钢完全退火等温退火2021/8/2513-13工程材料与材料成型基础球化退火和扩散退火——加热到Ac1+20~40℃，保温后炉冷目的：得到球状Fe3C，软化适用于：共析钢，过共析钢组织：球状P——加热到Ac3

7、+150~300℃，长时间保温后慢冷目的：均匀成分适用于：铸钢件组织：晶粒粗大思考：过共析钢怎样退火？能用于亚共析钢吗？扩散退火后应完全退火或正火细化扩散退火均匀化退火球化退火2021/8/2513-14工程材料与材料成型基础去应力退火和再结晶退火——加热到Ac1-100~200℃，保温后炉冷目的：去内应力，稳定组织适用于：冷加工件，热加工件组织：不变——加热到t再+150~250℃，保温后空冷目的：降低硬度，提高塑性适用于：冷变形工件组织：等轴晶粒再结晶温度：T再=T熔×0.4