第三章钢的热处理.pptx

机械工程材料;;1. 领会碳钢在加热和冷却过程中的组织转变； 2. 熟悉钢的等温冷却转变曲线及连续冷却转变曲线； 3. 熟悉钢退火、正火、淬火、回火和表面淬火、渗碳、渗氮等热处理的组织、性能及目的，能根据材料及其性能要求选择不同热处理方法，能合理安排热处理工艺； 4. 熟悉淬透性与淬硬性的概念； 5. 了解热处理对零件结构的要求。;热处理：是指将钢在固态下加热、保温和冷却，以改变钢的组织结构，获得所需要性能的一种工艺.; ;热处理区别于其他加工工艺（如铸造、压力加工等）的特点是只通过改变工件的组织来改变性能，而不改变其形状;只适用于固态下发生相变的材料，不发生固态相变的材料不能用热处理强化;其他热处理;预备热处理—为随后的加工（冷拔、冲压、切削）或进一步热处理作准备的热处理 最终热处理—赋予工件所要求的使用性能的热处理; 临界温度与实际转变温度;加热是热处理的第一道工序 加热分两种：一种是在A1以下加热，不发生相变；另一种是在临界点以上加热，目的是获得均匀的奥氏体组织，称奥氏体化;一、奥氏体的形成过程 奥氏体化也是形核和长大的过程，分为四步。现以共析钢为例说明：;;;亚共析钢和过共析钢的奥氏体形成过程与共析钢基本相同 不同之处在于亚共析钢、过共析钢在 Ac1稍上温度时，还分别有铁素体、二次渗碳体未变化 完全奥氏体化温度应分别为 Ac3、Accm以上;共析钢奥氏体化过程;;二、奥氏体晶粒长大及其影响因素 1.奥氏体晶粒度概念 金属组织中晶粒的大小用晶粒度级别指数来表示。 4级以下——粗晶粒，5～8级——细晶粒，8级以上——超细晶粒 (1)起始晶粒度：奥氏体化刚结束时 (2)实际晶粒度：某一温度时 (3)本质晶粒度：根据国家标准，在(930±10)℃保温3～8h 后测定的奥氏体晶粒大小;2、影响奥氏体晶粒长大的因素 ⑴加热温度和保温时间: ⑵加热速度: ⑶合金元素： 阻碍奥氏体晶粒长大的元素: Ti（钛）、V（钒）、Nb（铌）、Ta（钽）、Zr（锆）、W、Mo、Cr、Al等碳化物和氮化物形成元素 促进奥氏体晶粒长大的元素： Mn、P、C、N ⑷ 原始组织: 平衡状态的组织 ;阻碍奥氏体晶粒长大的元素举例;冷却是热处理更重要的工序。 一、过冷奥氏体的转变产物及转变过程 过冷奥氏体的定义及特点： 1、非稳定组织 2、三种类型转变 珠光体转变 贝氏体转变 马氏体转变;珠光体转变（影像资料）; 共析钢为例： ㈠ 珠光体转变 1、珠光体的组织形态及性能 转变温度： A1到 550℃间 珠光体类型组织：铁素体与渗碳体片层相间的机械混合物 分类：;形成温度为A1-650℃ 片层较厚 500倍光镜下可辨 用符号P表示;⑵ 索氏体;形成温度为600-550℃ 片层极薄 电镜下可辨 用符号T 表示;片间距;2、珠光体转变过程——形核和长大的过程 ;珠光体转变;珠光体转变过程;贝氏体转变（影像资料）;㈡ 贝氏体转变 1、贝氏体的组织形态及性能 转变温度： 550℃- 230℃ (Ms) 符号：B 分类： 上贝氏体(B上) 下贝氏体(B下);形成温度：550-350℃ 在光镜下呈羽毛状 在电镜下为不连续棒状的渗碳体分布于自奥氏体晶界向晶内平行生长的铁素体条之间;形成温度为350℃-Ms 在光镜下呈竹叶状;上贝氏体强度与塑性都较低，无实用价值。 下贝氏体除了强度、硬度较高外，塑性、韧性也较好，即具有良好的综合力学性能，是生产上常用的强化组织之一。 ;形核和长大的过程 发生首先在奥氏体中的贫碳区形成铁素体晶核 其含碳量介于奥氏体与平衡铁素体之间，为过饱和铁素体;过饱和铁素体的形成 条片状铁素体从奥氏体晶界向晶内平行生长 在铁素体条间析出Fe3C短棒 形成B上;铁素体在晶界或晶内某些晶面上长成针状 碳在铁素体的一定晶面上以断续碳化物小片的形式析出;第二节 钢在冷却时的转变;马氏体转变（影像资料）;㈢ 马氏体转变 当奥氏体过冷到Ms以下将转变为马氏体类型组织 马氏体转变是强化钢的重要途径之一 ;1、马氏体的晶体结构 碳在?-Fe中的过饱和固溶体称马氏体，用M表示 马氏体转变时，奥氏体中的碳全部保留到马氏体中 马氏体具有体心正方晶格（a=b≠c）;1、马氏体的晶体结构 轴比c/a 称马氏体的正方度。 C% 越高，正方度越大，正方畸变越严重。 当＜0.25%C时，c/a=1，此时马氏体为体心立方晶格 ;马氏体的形态分板条和针状两类 ⑴ 板条马氏体 立体形态为细长的扁棒状 在光镜下板条马氏体为一束束的平行细条组织 ;马氏体的形态;马氏体的形态;马氏体的形态;马氏体的形态;马氏体的形态;3、马氏体的性能 高硬度是马氏体性能的主要