第三章 钢的热处理-退火与正火.ppt

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1、二)共析碳钢TTT曲线的分析稳定的奥氏体区过冷奥氏体区A向产物转变开始线A向产物转变终止线A+产物区产物区A1～550℃;高温转变区;扩散型转变;P转变区。550～230℃;中温转变区;半扩散型转变;贝氏体(B)转变区;230～-50℃;低温转变区;非扩散型转变;马氏体(M)转变区。时间(s)3001021031041010800-100100200500600700温度(℃)0400A1MsMf三)转变产物的组织与性能1.珠光体型(P)转变(A1～550℃):A1～650℃:组织P;较粗5～25HRC;

2、片间距为0.6～0.7μm(500×)。650～600℃:组织索氏体(S);较细，片间距为0.2～0.4μm(1000×);25～36HRC。600～550℃:最细，组织托氏体(T);又名屈氏体片间距为＜0.2μm(电镜);35～40HRC。1）珠光体型组织的种类珠光体形貌像光镜下形貌电镜下形貌光镜形貌电镜形貌索氏体形貌像屈氏体形貌像电镜形貌光镜形貌工程材料与热加工基础—程晓宇2）各种组织的区别：本质上无区别，也无严格界限，只是形态不同，从粗逐步过渡到细3）珠光体对性能的影响：片层间距离越小，相界面则越多

3、，导致塑性变形抗力越大，同时强度、硬度越高片层间距离越小，则渗碳体越薄，越容易随铁素体一起变形而不脆断，因而其塑性、韧性也有所提高。工程材料与热加工基础—程晓宇三)转变产物的组织与性能2.贝氏体型(B)转变(550～230℃):1）贝氏体定义：2）贝氏体分类（据转变温度不同分）550～350℃B上;40～45HRC350～230℃B下;50～60HRC工程材料与热加工基础—程晓宇上贝氏体组织金相图工程材料与热加工基础—程晓宇下贝氏体组织金相图工程材料与热加工基础—程晓宇贝氏体的形态与力学性能的关系：B上中

4、铁素体较宽，塑性变形抗力较低，且渗碳体分布在铁素体片层之间，易引起脆断，因此强度和韧性均较低，没有实用价值B下中铁素体片细小，无方向性，碳的过饱和度大，碳化物分布均匀，所以硬度高，韧性好，具有较好的综合力学性能应用：生产中常用等温淬火获得下贝氏体组织工程材料与热加工基础—程晓宇三)转变产物的组织与性能3.马氏体型(M)转变(230～-50℃):1)定义:过冷奥氏体在Ms点以下直接转变碳在α–Fe中的过饱和固溶体称为马氏体。2)转变特点:在一个温度范围内连续冷却完成;转变速度极快,即瞬间形核与长大;无扩散转

5、变(Fe、C原子均不扩散),M与原A的成分相同,造成晶格畸变。转变不完全性,QM=f(T)工程材料与热加工基础—程晓宇四)影响TTT曲线形状与位置的因素1.奥氏体中含碳量的影响:过共析钢共析钢亚共析钢时间温度A1工程材料与热加工基础—程晓宇2.奥氏体中含合金元素的影响:除Co、Al(＞2.5%)外,所有合金元素溶入奥氏体中,会引起改变如左图示，有些碳化物形成元素如Cr等不仅使曲线右移，还会使其形状发生改变如右图示。向右移向下移MsA1A1Ms含Cr合金钢工程材料与热加工基础—程晓宇3.加热温度和保温时间

6、的影响:加热温度越高,保温时间越长,碳化物溶解充分,奥氏体成分均匀,提高了过冷奥氏体的稳定性,从而使TTT曲线向右移。工程材料与热加工基础—程晓宇三.过冷奥氏体的连续冷却转变一)建立共析钢过冷奥氏体连续冷却转变曲线----CCT曲线C---continuousC---coolingT---transformationVk一)共析碳钢CCT曲线建立过程示意图时间(lgτ)温度℃A1PfPsA+PKMsMf水冷油冷Vk1炉冷空冷二)共析碳钢TTT曲线与CCT曲线的比较稳定的奥氏体区时间(s)300102103

7、1041010800-100100200500600700温度(℃)0400A1MsMfCCT曲线TTT曲线PsPfK稳定的奥氏体区时间(s)3001021031041010800-100100200500600700温度(℃)0400A1MsMf三)在连续冷却过程中TTT曲线的应用V1V2VkV3V4V1=5.5℃/s:炉冷;PV2=20℃/s:空冷;SV3=33℃/s:油冷;T+M+A残V4≥138℃/s:水冷;M+A残工程材料与热加工基础—程晓宇三)转变产物的组织与性能3.马氏体型(M)转变(230

8、～-50℃):1)定义:马氏体是一种碳在α–Fe中的过饱和固溶体。2)转变特点:在一个温度范围内连续冷却完成;转变速度极快,即瞬间形核与长大;无扩散转变(Fe、C原子均不扩散),M与原A的成分相同,造成晶格畸变。转变不完全性,QM=f(T)工程材料与热加工基础—程晓宇奥氏体含碳量对马氏体转变温度的影响6007005003004002001000-100-2000.20.40.60.81.01.21.41.61.82.00温度℃