金属热处理知识研究资料.ppt

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1、金属热处理知识研究1金属热处理工艺基本知识●热处理过程中四个重要因素:在热处理时，因工件的大小不同，形状不同，材料的化学成分不同，所以在具体热处理过程中，要用不同的加热速度、最高的加热温度、保温时间和冷却速度。通常把加热速度、最高加热温度、保温时间和冷却速度称为工件热处理的四个要素，也称工艺参数。正确地确定和保证实施好工艺，就能获得预期的效果，并将得到满意的性能。　　从数学的观点看，热处理的质量是温度和时间的函数，所以工件的热处理工艺规范可用时间一温度为坐标表示出来，任何工件的热处理，都应包括：1金属热处理工艺基本知识图1热处理规范示意图（a）简单的热处理规范（b)复杂的热

2、处理规范●都应包括四个重要因素:(1)加热速度V；(2)最高加热温度T;(3)保温时间h;(4)冷却速度Vt.2钢的组织六种组织（相）(1)铁素体(ferrite，缩写：FN)即α-Fe和以它为基础的固溶体，具有体心立方点阵。纯铁在912℃以下为具有体心立方晶格（注1）的α-Fe。碳溶于α-Fe中的间隙固溶体称为铁素体，以符号F表示。由于α-Fe是体心立方晶格结构，它的晶格间隙很小，因而溶碳能力极差，在727℃时溶碳量最大，可达0.0218％,随着温度的下降溶碳量逐渐减小，在600℃时溶碳量约为0.0057％，在室温时溶碳量几乎等于零。因此其性能几乎和纯铁相同，其数值如下：抗

3、拉强度180—280MN/平方米、延伸率30--50％、硬度HB50—80由此可见，铁素体的强度、硬度不高，但具有良好的塑性与韧性。（2）渗碳体（cementite）——铁碳合金按亚稳定平衡系统凝固和冷却转变时析出的Fe3C型碳化物。渗碳体是碳钢中主要的强化相，它的形状与分布对钢的性能有很大的影响。同时Fe3C又是一种介（亚）稳定相，在一定条件下会发生分解。2钢的组织它的含碳量为6.69％；熔点为1227℃左右；不发生同素异晶转变；但有磁性转变，它在230℃以下具有弱铁磁性，而在230℃以上则失去铁磁性；其硬度很高（相当于HB800），而塑性和冲击韧性几乎等于零，脆性极大。(

4、3)奥氏体：是碳溶解在γ－Fe（面心立方晶格）中的间隙固溶体，常用符号A表示。它仍保持γ－Fe的面心立方晶格。其溶碳能力较大，在727℃时溶碳为ωc＝0.77％,1148℃时可溶碳2.11％。奥氏体是在大于727℃高温下才能稳定存在的组织。奥氏体塑性好，是绝大多数钢种在高温下进行压力加工时所要求的组织。奥氏体是没有磁性的。（4）马氏体（M）是碳溶于α-Fe（体心立方晶格）的过饱和的固溶体，是奥氏体通过无扩散型相变转变成的亚稳定相。其比容大于奥氏体、珠光体等组织，这是产生淬火应力，导致变形开裂的主要原因。马氏体最初是在钢（中、高碳钢）中发现的：将钢加热到一定温度（形成奥氏体）后

5、经迅速冷却（淬火），得到的能使钢变硬、增强的一种淬火组织。2钢的组织(5)珠光体是[u体[/氏体是碳溶解在γ－Fe中的间隙[u体[/生共析转变所形成的[u体[/u体[/析体。珠光体的性能介于铁素体和渗碳体之间,强韧性较好.其抗拉强度为750~900MPa,180~280HBS,伸长率为20~25%,冲击功为24~32J.力学性能介于铁素体与渗碳体之间,强度较高,硬度适中,塑性和韧性较好σb=770MPa,180HBS,δ=20%~35%,AKU=24~32J).（6）索氏体（sorbite）钢经正火或等温转变所得到的铁素体与渗碳体的机械混合物。索氏体组织属于珠光体类型的组织，

6、但其组织比珠光体组织细。索氏体具有良好的综合机械性能。回火索氏体中的碳化物分散度很大，呈球状。故回火索氏体比索氏体具有更好的机械性能。这就是为什么多数结构零件要进行调质处理（淬火+高温回火）的原因。索氏体的定义及组织特征。索氏体，是在光学金相显微镜下放大600倍以上才能分辨片层的细珠光体(GB/T7232标准)。其实质是一种珠光体，是钢的高温转变产物，是片层的铁素体与渗碳体的双相混合组织，其层片间距较小（30～80nm），碳在铁素体中已无过饱和度，是一种平衡组织。四把火：退火、正火、淬火、回火1）钢的退火与正火3钢的热处理基本工艺及应用●退火与正火的目的①调整硬度以便进行切削

7、加工②消除残余应力③细化晶粒，改善组织④为最终热处理做好组织上的准备●退火：将钢加热、保温，然后缓慢冷却的热处理工艺。退火工艺可分为完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火、再结晶退火等，如图所示。图3箱式炉图2各种退火及正火的加热范围●完全退火将亚共析钢加热到Ac3+30～50℃，保温后缓冷的退火工艺称为完全退火。目的：降低硬度，消除内应力。●等温退火将亚共析钢加热到Ac3+30～50℃、过共析钢加热到Ac1+30～50℃，保温后快冷到Ar1以下某一温度保温，然后出炉空冷。如图是高速钢等温退火与普通退