材料的强化与处理分析上课讲义.ppt

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1、材料的强化与处理分析热处理：将固态金属或合金加热、保温、冷却，改变其内部组织，从而获得所要求的性能的工艺临界点温度温度时间加热保温冷却热处理工艺曲线2.1钢的热处理热处理普通热处理：退火、正火、淬火、回火表面热处理：表面淬火、化学热处理一、转变温度加热目的-获得细小奥氏体钢的奥氏体化：钢中奥氏体的形成过程2.1.1钢在加热时的组织转变加热时Ac1、Ac3、Accm1．加热温度的确定温度C%FeFe3CLAL+AL+Fe3CADECFPSKGQA1A3AcmAc1AccmAc3冷却时Ar1、Ar3、ArcmAr1ArcmAr32、奥氏体化

2、过程Ac1AccmAc3（1）奥氏体形核（2）晶核长大（3）残余渗碳体的溶解（4）奥氏体均匀化奥氏体的冷却方式：1、等温冷却2、连续冷却2.1.2钢在冷却时的组织转变1、奥氏体的等温转变奥氏体等温转变曲线的建立（金相硬度法）1）制试样101.5mm2）将试样奥氏体化3）将试样分成几组，每组投入不同温度的盐浴中等温以共析钢为例4）每隔一定时间，从每组中取一试块投入水中，测硬度，观察组织，即知道转变开始时间和转变终了时间6）将意义相同的点连接成线5）将各转变开始点和转变终了点标在温度—时间坐标图中温度时间A1MsMfC曲线分析1）线2)

3、区3)孕育期550C温度时间A1MsMf4)奥氏体等温转变产物A1-650C,A粗珠光体PHRC15650C-600C,A索氏体SHRC30600C-550C,A屈氏体THRC40(1)高温转变(A1—550C)温度时间A1MsMf(a)珠光体3800×(b)索氏体8000×(c)屈氏体8000×珠光体型组织(2)中温转变(550C—Ms）温度时间A1MsMf贝氏体(B):含碳量过饱和的铁素体和渗碳体的机械混合物bainite550C-350C,AB上HRC45350C-Ms,AB下HRC55B下性能：良

4、好综合力学性能B上性能：强度和韧性差影响C曲线的因素亚共析钢：CC曲线右移过共析钢：CC曲线左移2）合金元素除Co以外，其他合金元素溶入奥氏体中均使C曲线右移1）含碳量2、奥氏体的连续冷却转变PsPfPs：AP开始线Pf：AP终了线（1）连续冷却转变曲线温度时间A1MsMfV1V2若以V1速度冷却得到珠光体；以V2速度冷却得到细珠光体和极细珠光体；以V3、V4速度冷却均得到马氏体。其中V3与Ps线相切，是奥氏体全部过冷到Ms以下转变为马氏体的最小冷却速度，称为临界冷却速度（2）用C曲线近似分析连续冷却转变V1相当于随炉冷却（

5、退火），它与C曲线交于700~650C温度范围，估计过冷奥氏体转变为珠光体组织；V2相当于空冷（正火），它与C曲线交于650~600C，估计过冷奥氏体转变为细珠光体；V3得到的组织是极细珠光体；V4先与珠光体转变开始线相割，随后又与Ms相交，冷却到室温得到的组织是极细珠光体、马氏体、残余奥氏体；V5不与C曲线相交，奥氏体直接过冷到Ms以下转变为马氏体；Vcr为将奥氏体全部过冷到Ms以下转变为马氏体的最小冷却速度，为临界冷却速度晶体结构：C<0.25%,体心立方晶格C>0.25%,体心正方晶格形态:板条状马氏体（低碳马氏体）片状马

6、氏体（高碳马氏体）（3）过冷奥氏体向马氏体的转变马氏体——碳在-Fe中的过饱和固溶体性能：低碳马氏体：良好综合力学性能高碳马氏体：硬度、强度高、脆性大热处理工艺预备热处理：消除热加工缺陷，为以后的冷加工和最终热处理作准备最终热处理：使工件获得使用性能的热处理2.1.3钢的普通热处理▼退火：把钢件加热到略高于或略低于临界点（Ac1、Ac3）某一温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（一般随炉冷却），这一工艺过程叫退火退火的目的：1、细化晶粒，提高力学性能2、消除缺陷和内应力，防止工件的变形和开裂3、降低硬度，改善切削加工性退火方法：1

7、．钢的退火和正火（1）退火工艺：Ac3+30-50C，保温，炉冷①完全退火Ac1Ac3组织：F+P目的：1）细化晶粒2）消除内应力3）降低硬度，改善切削加工性②等温退火等温退火的加热工艺与完全退火相同。但钢经奥氏体化后，等温退火以较快速度冷却到珠光体转变温度区间的某一温度，等温一定时间，使奥氏体在等温中发生珠光体转变，然后又以较快速度（一般为空冷）冷至室温工艺：加热至Ac1+30-50C，保温，炉冷至室温或加热保温后冷至Ar1以下20C左右等温而后空冷至室温③球化退火Ac1组织：球状珠光体（球状渗碳体分布在铁素体基体上）目的：降低

8、硬度，改善切削加工性④均匀化退火工艺：加热到高温（Ac1、Ac3或Accm+150~250C）并停留较长时间，使合金元素得到充分扩散，然后缓慢冷却下来目的：消除枝晶偏析⑤去应力退火工艺：加热至500-60