机械工程材料 第六章 钢的热处理原理课件.ppt

1,第六章 钢的热处理原理,2,热处理概述,定义：目的及重要性：改善材料的组织结构；提高性能；提高寿命；减低成本 分类：,普通热处理（四火：退火、正火、淬火、回火）表面热处理（表面淬火、化学热处理）,蘸火,3,P和A的自由能曲线,平衡相变临界点：A1、A3、Acm,加热相变临界点：Ac1、Ac3、Accm,冷却相变临界点：Ar1、Ar3、Arcm,1 钢在加热时的转变,一、相变的热滞现象,4,二、奥氏体的形成（奥氏体化过程）,完全奥氏体化不完全奥氏体化,加热的目的：,使钢奥氏体化，为随后冷却转变作准备,奥氏体化分类：,1 钢在加热时的转变,5,共析钢的奥氏体化（P A）奥氏体晶核的形成奥氏体晶粒的长大残余渗碳体的溶解奥氏体成分的均匀化,A,6,亚共析钢和过共析钢的奥氏体化,先进行：P A,然后：先析出相 A,7,影响奥氏体转变过程的因素加热温度和加热速度含碳量原始组织匀细合金元素,8,奥氏体的形成,9,三、奥氏体晶粒的长大及控制 奥氏体晶粒度的概念起始晶粒度实际晶粒度本质晶粒度,14,本质细晶粒钢,本质粗晶粒钢,58,10,影响奥氏体晶粒度的因素（控制奥氏体晶粒大小的措施）TA、tA成分原始组织新工艺（如：形变热处理）,11,基本概念：过冷奥氏体奥氏体的冷却转变 目的及重要性获得所需要的组织和性能,2 钢在冷却时的转变,12,转变类型,13,珠光体转变(高温转变)温度范围：A1 550(Ar1 550)转变特征：扩散型转变转变过程（A P）,一、过冷奥氏体等温转变（共析钢）,珠光体转变,14,珠光体转变（高温转变）转变产物：P,问题：P、S、T有何异同？,珠光体：片层状 F 和 Fe3C 的机械混合物,15,珠光体转变,S 8000,T 8000,P 3800,16,贝氏体转变（中温转变）温度范围：550230（Ms）转变特征：半扩散型转变转变过程：分步进行 首先：A F 然后：C 从 F 中析出,切变 fcc bcc,贝氏体转变,17,贝氏体转变（中温转变）转变产物：B 550350 B上 350230 B下,贝氏体：F 和 碳化物的机械混合物,18,贝氏体转变,上贝氏体 500,下贝氏体 500,19,贝氏体转变,上贝氏体,下贝氏体,20,马氏体转变（低温转变）温度范围：230-50（MsMf）转变特征：非扩散型转变转变过程：转变产物：M,bcc0.77%C,fcc0.77%C,A,M,马氏体转变,马氏体：碳溶于-Fe中所形成的过饱和间隙固溶体,21,M的形貌,板条状M片状M（针叶状）,22,M形貌与含碳量的关系,材料：40Cr（800X）工艺情况：淬火、回火浸蚀方法：4%硝酸酒精溶液浸蚀组织说明：板条马氏体及针状马氏体，为典型中碳马氏体,500正常淬火组织：隐晶马氏体 高速钢,隐晶M,混合M,23,产生体积膨胀（浮凸现象）产生组织应力在 MsMf 之间进行不能进行到底 产生残余奥氏体（Ar、AR、A）,M的组织特征,M转变终止温度,M转变开始温度,结论：Wc MsMf，A,bcc,M,M形态与碳质量分数的关系,A中碳质量分数对残余A的影响,24,硬度：与wc（%）有关板条状M：强度高、有一定的塑性和韧性片状M：硬而脆,M的性能,正常加热淬火：Wc HM;Wc0.6%后，HM 基本不变,M的硬度与的含碳量的关系,a线：在Accm以上加热淬火,C线：纯M,b线：正常加热淬火,25,马氏体转变,26,过冷奥氏体转变产物与转变温度的关系,27,等温冷却曲线（TTT),二、过冷奥氏体转变曲线,描述过冷奥氏体在冷却转变过程中转变温度（T）、转变时间（t）、转变产物之间关系的曲线图,连续转变曲线（CCT）,28,TTT曲线的建立（以金相硬度法为例）制成金相试样并奥氏体化分组快冷至A1以下不同温度保温 每隔一定时间取出一试样水淬观察显微组织（辅以硬度测定）确定相变点连接具有相同意义的点,1、过冷奥氏体等温转变曲线（TTT）,C 曲线,TTT曲线的建立,29,C曲线分析 关于孕育期（）,共析钢 TTT（C）曲线简介,T550，,T550,Dc，T为主导因素,T,T,T，Dc 为主导因素,M+Ar,AB,30,共析钢 TTT（C）曲线简介,31,含碳量的影响 合金元素的影响加热条件的影响,影响 TTT（C）曲线的因素,32,合金元素的影响,33,v=v1：炉冷(5.5/s)a1 开始点，b1 终了点 转变温度区间：T1 转变产物:Pv=v2：空冷(20/s)a2 开始点，b2 终了点 转变温度区间：T2 转变产物:S v=v3：油冷(33/s)a3开始点，a3 无意义，转变分段进行，转变产物T+M+Av=v4：水冷(138/s)Ms 以前不分解，转变产物 M+A,T1,v1,v2,vc,v3,v4,a1,b1,a3,b2,a2,a3,T2,vc：淬火临界冷却速度（M临界冷却速度）获得 100%M 的最小冷却速度,用过冷奥氏体等温转变曲线 分析钢的连续转变过程,34,用过冷奥氏体等温转变曲线 分析钢的连续转变过程,共析钢,亚共析钢,35,经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量Study Constantly,And You Will Know Everything.The More You Know,The More Powerful You Will Be,学习总结,36,结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The End演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日,