认识钢的组织转变

1、课题序号.6.授课日期2010年 月 日授课班级Z0924授课形式讲授授课时数2授课章节名称-4-2 认识钢的组织转-教学目标1、 了解钢的加热时的组织转变；2、 了解钢在冷却时的组织转变；3、 晶粒的大小对综合机械性能的影响。教学重点钢在冷却进的组织转变教学难点奥氏体的组织转变教具学具挂图课后作业P113 6-8学情分析掌握奥氏体的转变非常关键，对于学好后继知识非常关键。故在授课时，结合挂图讲解各种奥氏体组织的机械性能，将有利学生快速掌握重点知识。板书设计任务二 认识钢的组织转变一、任务描述二、钢在加热时的组织转变1奥氏体的形成机理2影响奥氏体化的因素3奥氏体的晶粒长大及其控制4奥氏体转变的

2、应用三、钢在冷却时的组织转变1过冷奥氏体的等温转变2过冷奥氏体连续冷却转变的近似分析3过冷奥氏体的组织转变类型教学程序教学内容及教学双边活动教学手段与教学方法任务二 认识钢的组织转变一、任务描述热处理是由加热、保温和冷却三个基本环节组成的。在大多数热处理工艺中，钢加热的主要目的是获得奥氏体组织。因此我们把将钢铁加热到Ac3或Acl点以上以获得完全或部分奥氏体组织的操作称为奥氏体化。二、钢在加热时的组织转变1奥氏体的形成机理（1）奥氏体形成的热力学条件人们经过长期实践和总结发现。自然界的一切运动总是从某种高能量不稳定状态，自发地转变为低能量稳定状态。在等压、等温的条件下，切白发转变过程都是朝着自

3、由能减少的方向进行，一直进行到自由能最低为止。这个规律又称为最小自由能原理。（2）奥氏体的形成过程根据FeFe3C相图，由铁素体和渗碳体两相所组成的珠光体，当加热温度稍高于Ac1时，将转变为单相奥氏体。由于新形成的奥氏体和原来的铁素体及渗碳体的碳含量和晶格结构相差很大，所以珠光体转变成奥氏体的整个过程可以看成是由四个基本过程组成的，即奥氏体晶核形成、奥氏体晶核长大、残余渗碳体溶解和奥氏体成分均匀化。2影响奥氏体化的因素从本质上讲，奥氏体的形成是一个渗碳体的溶解、铁素体到奥氏体的点阵重构以及碳在奥氏体中的扩散过程。所以凡是影响扩散的因素如温度、成分等都将对奥氏体的形成产生影响。（1）温度珠光体向

4、奥氏体的转变遵循形核并长大的规律。实验表明，随着加热温度的升高，奥氏体的形核率和长大速度都急剧增加。（2）成分随着钢中碳含量的增加，渗碳体的数量相应增加，而铁素体的数量却相应减少，使得铁素体和渗碳体的相界面总量增多而加速珠光体向奥氏体的转变；此外，随着奥氏体中碳含量的增加，碳和铁原子的扩散能力将增大，这有利于残余渗碳体的溶解和铁素体向奥氏体的转变。也有利于加速奥氏体均匀化。（3）原始组织对同一成分的钢，晶粒越细，原始组织越分散，即铁素体与渗碳体的相界面越多，奥氏体形成速度越快。此外，原始组织中渗碳体的形态对奥氏体的形成速度也有影响，片状珠光体比粒状珠光体转变速度快，因为前者比后者具有更大的相界

5、面面积。3奥氏体的晶粒长大及其控制（1）奥氏体晶粒度的概念将钢加热到相变点（亚共析钢为Ac3过共析钢为Acl或Accm）以上某一温度并保温给定时间所得到的奥氏体晶粒大小称为奥氏体晶粒度。一般分为8个标准等级，其中14级为粗晶粒，58级为细晶粒。（2）奥氏体晶粒长大及其影响因素奥氏体的起始晶粒一般都比较细小，小晶粒晶界多，晶界总面积大，界面能高，处于高能量状态。这就必然引起奥氏体小晶粒发展成大晶粒，以减少晶界，降低界面能。尽管奥氏体长大是一个自由能降低的自发过程，但不同的外界因素可以在不同程度上促进或抑制其长大过程的进行。这些影响因素主要有：加热温度保温时间加热速度化学成分（3）控制奥氏体长大的

6、措施合理选择加热温度和保温时间合理选择钢的原始组织加入一定量的合金元素4奥氏体转变的应用我们知道奥氏体是钢中的高温稳定相，由于奥氏体是面心立方晶格，其滑移系统多，塑性很好，易于变形，所以钢的锻造加工常要求在奥氏体稳定存在的高温区域进行。奥氏体可以是钢在使用时的一种组织状态，以奥氏体状态使用的钢称为奥氏体钢。由于奥氏体的转变产物都具有铁磁性，所以奥氏体钢可以作为无磁性钢。此外在钢的组织中奥氏体的比容最小。其线胀系数最大，因此奥氏体钢可用于制作热膨胀灵敏且要求无磁性的仪表元件。三、钢在冷却时的组织转变1过冷奥氏体的等温转变钢在冷却时，主要的冷却方式有两种：一种是等温冷却另一种是连续冷却。2过冷奥氏体连续冷却转变的近似分析在热处理生产中，过冷奥氏体大都是在连续冷却过程中进行转变的。所谓连续冷却，就是将奥氏体化的钢以一定速度连续冷却到室温，即随着时间的延长，温度不断下降的冷却方式。属于这种冷却方式的有普通淬火、退火和正火。钢经奥氏体化后在不同冷速的冷却过程中过冷奥氏体所发生的相转变称为连续冷却转变。3过冷奥氏