第7课加热冷却转变.ppt

第二章钢的热处理 一 钢的热处理定义 把钢在固态下加热到一定温度 进行必要的保温 并以适当的速度冷却到室温 以改变钢的内部组织 从而得到所需性能的工艺方法 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 渗碳 渗氮 碳氮共渗 其它热处理 形变 真空 激光 二 钢的热处理工艺分类 三 热处理目的 改变钢的组织 改变钢的性能1 消除毛坯中的缺陷 改善工艺性能 为切削加工或热处理做组织和性能上的准备 叫预先热处理 铸锻件退火 硬 软 切削加工2 提高金属材料的力学性能 充分发挥材料的潜力 节约材料延长零件使用寿命 叫最终热处理 例 铁匠打刀 4 1热处理基本原理 一 钢在加热时的转变大多数热处理工艺需要将钢加热到临界温度以上 A区域 才能进行 所以加热转变主要包括A的形成和晶粒长大两个过程 临界温度 1 A1Ac1Ar12 A3Ac3Ar33 AcmAccmArcm 1 奥氏体的形成过程共析钢 形核 长大 残余Fe3C溶解 A均匀化关键 铁碳原子扩散 2 影响奥氏体形成的因素 温度 温度越高 原子扩散能力越大 加速奥氏体形成 原始组织 原始组织越细 相界面越多 提供的奥氏体晶核就愈多 碳原子的扩散距离也越短 加速奥氏体形成 钢的成分 含碳量增加 F和Fe3C相界面越多 加速奥氏体形成 加入合金元素后不改变A形成的基本过程 但会减缓A的形成速度 合金钢加热温度较碳钢高保温时间比碳钢长 3 奥氏体晶粒的控制 随着温度的升高 奥氏体晶粒会逐渐长大 晶粒度 表示晶粒大小的尺度 分为十个等级 一级最粗 十级最细 影响 粗大的A晶粒 冷却后得到粗大的其他组织 力学性能和工艺性能差 措施 合理选择加热温度和保温时间 二 钢在冷却时的转变 室温时钢的力学性能 与A晶粒大小有关 决定于A经冷却转变后所获得的组织 A钢冷却至室温有两种方式 1 连续冷却与等温冷却 连续冷却 等温冷却 1 过冷A的等温转变 等温转变 将A化工件迅速冷却到A1以下某温度 在此温度等温足够时间 使A转变为其他组织 过冷A的等温转变C曲线 表示过冷A在不同的等温温度 等温时间与转变产物之间关系的曲线称为C曲线 1 建立C曲线 共析钢A的等温转变曲线的建立 通过一系列不同的等温冷却实验建立的 实验 过冷A在恒温下开始转变和转变终了的时间 画到温度 时间坐标系中 然后把开始时间和转变终了时间分别连接起来 即得共析钢C曲线 过冷A的等温转变C曲线 2 共析钢过冷A等温转变产物组织和性能 珠光体类型 723 550 3 贝氏体形转变 550 350 上贝氏体羽毛状性能 脆性大 350 240下贝氏体竹叶状性能 强而韧 马氏体型转变 240 40 马氏体 碳在 中的过饱和固溶体 晶格 体心正方 晶格畸变严重 C 越高晶格畸变越严重 组织类型 板条状马氏体和钋片状马氏体板条状 低碳 马氏体 C 0 25 强而韧 b 800MPa 15 钋片状 高碳 马氏体 C 0 8 硬而脆 HBW 800 2 板条状马氏体针片状马氏体 过冷A的等温转变C曲线 2 过冷A的连续冷却转变 连续冷却转变 边冷却 边转变 如空冷 炉冷 水冷 过冷A的连续冷却转变 TTT曲线 连续冷却曲线的特点 与等温冷却曲线相比 连续冷却曲线都处于右下方 说明转变温度低 孕育期长 共析钢连续冷却时 只有珠光体转变而无贝氏体转变 临界冷却速度 Vk 当连续冷却速度达到某一值时 冷却曲线与C曲线相切 不发生珠光体转变 而在低温区发生马氏体转变 通常称为临界冷却速度 3 过冷奥氏体转变C曲线的应用 过冷奥氏体转变图是选择钢种及制订热处理工艺的基本依据之一 1 不同成分的钢具有不同的转变图 设计时可根据要求合理选择适用而廉价的材料 2