4.1钢的热处理基础 课件(共17张)- 中职《金属材料及热处理（第三版）》同步教学（劳动版）

模块四钢的热处理模块四钢的热处理任务四钢的表面热处理和化学热处理任务三钢的淬火与回火任务二钢的退火与正火任务一钢的热处理基础01钢的热处理基础在热处理工艺中，钢的加热就是为了使钢的组织转变为奥氏体组织。钢加热时奥氏体形成的过程称为奥氏体化。由Fe—Fe3C相图可知，只有把钢加热到临界点以上，才能获得奥氏体组织。如图4-3所示，A1、A3、Acm

是钢在极缓慢加热和冷却时的理论临界点，但在实际加热和冷却条件下，钢的组织转变有滞后现象。因此，把加热时的各临界点分别用Ac1、Ac3、Accm

来表示，冷却时的各临界点分别用Ar1、Ar3、Arcm

来表示。任务一钢的热处理基础一、钢在加热时的组织转变由图4-3可知：将共析钢加热到Ac1

以上时，珠光体将向奥氏体转变，这一转变也是一个晶核形成与长大的过程，即首先形成奥氏体晶核，再逐渐长大，直至形成全部奥氏体。奥氏体的形成过程如图4-4所示。任务一钢的热处理基础钢经加热获得奥氏体组织后，在不同条件下冷却，可以获得不同的组织和力学性能。钢加热到一定的温度后，在水中冷却比在空气中冷却硬度大得多。为了分析产生差别的原因，需要了解奥氏体在冷却过程中的组织变化规律。任务一钢的热处理基础二、钢在冷却时的组织转变热处理工艺中，常采用等温冷却和连续冷却两种方式，其工艺曲线如图4-5所示。以共析钢为例，分析冷却方式对钢的组织和性能的影响。1．共析钢过冷奥氏体等温转变由于过冷现象，奥氏体冷却至共析温度A1以下时，并不是立即发生转变，而是首先保持奥氏体状态。这种在共析温度以下存在的奥氏体称为过冷奥氏体。过冷奥氏体是不稳定的，保持一定时间后必定要发生转变。过冷奥氏体在A1

以下的等温转变可用等温转变图来表示。任务一钢的热处理基础（1）等温转变图过冷奥氏体在等温转变条件下，转变温度、转变时间与转变产物之间的关系曲线称为等温转变图（见图4-6），由于其形状类似字母“C”，也称为C曲线。任务一钢的热处理基础（2）共析钢的过冷奥氏体等温转变产物在A1以下Ms

点以上，共析钢可以发生两种类型的转变。1）珠光体型转变（又称高温转变）。在A1～550℃温度范围内，过冷奥氏体转变为铁素体和渗碳体的片层混合物——珠光体型组织。在珠光体转变区内，转变温度越低，则形成的珠光体片层越薄，根据形成的珠光体片层的间距由大到小，这类组织又可分为珠光体（P）、索氏体（S）和屈氏体（T），它们并无本质区别，也没有严格界限，只是片层粗细不同。任务一钢的热处理基础珠光体型组织的力学性能主要取决于片层间距的大小，片层间距越小，则强度和硬度越高，塑性和韧性也有所改善，其组织和性能特点见表4-1。任务一钢的热处理基础2）贝氏体型转变（又称中温转变）。在550℃～Ms

温度范围内，过冷奥氏体转变为贝氏体。因转变温度较低，原子的活动能力较弱，转变后的组织是含碳量具有一定过饱和度的铁素体与渗碳体（或碳化物）的混合物，用符号B表示。按其显微组织形态不同，又可分为上贝氏体（B上）和下贝氏体（B下）两种。任务一钢的热处理基础上贝氏体的力学性能较差，而下贝氏体具有良好的综合力学性能，因此热处理中希望获得下贝氏体，而避免出现上贝氏体。贝氏体型转变产物的组织及性能特点见表4-2。任务一钢的热处理基础2．马氏体转变当钢从奥氏体区急冷到Ms

以下时，奥氏体转变为马氏体。马氏体转变是在一定温度内（Mf～Ms）连续冷却过程中进行的，其转变规律与珠光体、贝氏体型转变有所不同。由于马氏体转变温度低，原子扩散能力小，转变时只有铁的晶格改组，不发生碳原子扩散，奥氏体中的碳原子原封不动地保留在α—Fe晶格中，形成碳在α—Fe中的过饱和固溶体，称为马氏体，用符号“M”表示。由于α—Fe中的含碳量大大超出其溶解度，使α—Fe晶格产生严重畸变，变形抗力明显提高。因此，马氏体转变是钢热处理强化的主要手段。马氏体转变速度极快，转变时体积发生膨胀，易产生较大的内应力。马氏体转变不能完全进行到底，即使过冷到Mf

以下的温度，仍有一定量奥氏体的存在，这部分奥氏体称为残余奥氏体。任务一钢的热处理基础马氏体的强度和硬度主要取决于马氏体的含碳量。马氏体型转变产物的组织及性能特点见表4-3。任务一钢的热处理基础3．连续冷却转变实际热处理常常是在连续冷却条件下进行的，过冷奥氏体的转变也是在连续冷却过程中进行的。由于连续冷却图测定十分困难，在实际生产中，往往用等温转变图近似地分析连续冷却转变的过程。任务一钢的热处理基础图4-7所示是用共析钢等温转变C曲线分析连续冷却转变产物的示意图。图中v1（炉冷）、v2（空冷）、v3（油冷）、v4（水冷）代表热处理常用的四种连续冷却方式，其中v1<v2<v3<v4。任务一钢的热处理基础任务一钢的热处理基础1．什么是热处理？其目的是什么？2．