工艺技术_钢的热处理知识讲座

工程材料机械制造基础 第六章钢的热处理 机电工程学院金工学部王志海 第六章钢的热处理 HeatTreatmentofSteel 概述钢在加热时的组织转变钢在冷却时的组织转变钢的普通热处理工艺钢的表面热处理工艺机械制造过程中的热处理 第一节概述 1 热处理的定义 2 热处理的主要目的 改变钢的性能 3 热处理的应用范围 整个制造业 4 热处理的分类 热处理 普通热处理 表面热处理 退火 正火 淬火 回火 表面淬火 化学热处理 感应加热淬火 火焰加热淬火 渗碳 渗氮 碳氮共渗 第二节钢在加热时的组织转变 转变温度奥氏体的形成奥氏体晶粒度及对力学性能的影响 一 转变温度 transformationtemperature 奥氏体的形成 A A形核 A长大 残余Fe3C溶解 A均匀化 三 奥氏体晶粒度及对力学性能的影响 一 奥氏体晶粒度 1 起始晶粒度 珠光体刚刚转变成奥氏体的晶粒大小 2 实际晶粒度 热处理后所获得的奥氏体晶粒的大小 3 本质晶粒度 度量钢本身晶粒在930 以下 随温度升高 晶粒长大的程度 钢的本质晶粒度示意图 二 奥氏体晶粒大小对钢的力学性能的影响 1 奥氏体晶粒均匀细小 热处理后钢的力学性能提高 2 粗大的奥氏体晶粒在淬火时容易引起工件产生较大的变形甚至开裂 第三节钢在冷却时的组织转变 钢在热处理时的冷却方式过冷奥氏体的等温冷却转变过冷奥氏体的连续冷却转变 一 钢在热处理时的冷却方式 二 过冷奥氏体的等温冷却转变 一 建立共析钢过冷奥氏体等温冷却转变曲线 TTT曲线 C曲线 T timeT temperatureT transformation 共析碳钢TTT曲线建立过程示意图 A1 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 三 转变产物的组织与性能 1 珠光体型 P 转变 A1 550 A1 650 P 5 25HRC 片间距为0 6 0 7 m 500 650 600 细片状P 索氏体 S 片间距为0 2 0 4 m 1000 25 36HRC 600 550 极细片状P 屈氏体 T 片间距为 0 2 m 电镜 35 40HRC 珠光体形貌像 索氏体形貌像 屈氏体形貌像 三 转变产物的组织与性能 2 贝氏体型 B 转变 550 230 550 350 B上 40 45HRC 上贝氏体组织金相图 三 转变产物的组织与性能 2 贝氏体型 B 转变 550 230 350 230 B下 50 60HRC 下贝氏体组织金相图 三 转变产物的组织与性能 3 马氏体型 M 转变 230 50 1 定义 马氏体是一种碳在 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 奥氏体含碳量对马氏体转变温度的影响 奥氏体含碳量对残余奥氏体数量的影响 3 马氏体的晶体结构 由于碳的过饱和作用 使 Fe晶格由体心立方变成体心正方晶格 4 马氏体的组织形态 板条状 低碳马氏体 0 2 C 30 50HRC 9 17 低碳板条状马氏体组织金相图 4 马氏体的组织形态 针 片状 高碳马氏体 1 C 66HRC左右 1 高碳针片状马氏体组织金相图 5 马氏体的性