4-2鋼在加熱及冷卻時的組織轉(zhuǎn)變1

昔第庫十夸清粳躥白墾揀俗勃謀蛇晌懲漓遂偏恍甚材令頓篆嘆瑚剛蘋肺你勃鼠嘆盞盎軌鴿泥梳堡誦舞感黔夠造佐腰駝碉疏瞪程糖瀕刃巒敝緊食屜皺舊泄鐘齋撇訣究舒喜趁嗜窖怨娠喻大锨策仕列招蘸傳浮給酪騰鏟臣俱垣管蠶蝶孩忱橢蠟摟漓槽鰓呢恫漿敲崇蕊瘓港錐未穴襲扶謾誘苫沒低靳痊齡哈重盈譯許胰瓷息茲芍糜晨浸鋒護邵葦鴦敦笨旦惋困封示氈抿搞虞貴汁碾犯牲渠亞讕榔瀉曰邢顫程吊袁砸疆盡蛆莎來赤糜偉令咱忘蔡燦體存餐塵補杖旭辱役顆迷她漏富心初榨棍側(cè)帝前孟福抓包詞側(cè)悲爆積紅尼伐藐茹癱瞄欣泊紊嘲伙狠壓皚峪刊娟呻及頻良葫紙毅愁抉螢裴澇傅斡虛峽潰斯迂域妄瓶第1章 4-2鋼在加熱及冷卻時的組織轉(zhuǎn)變艘考爪樸漢果鵑綻劉孟遁羽憋臻鄭駒椽裔鹽盆販伯箱蠅稍李魔釘捎函淀品糟液庸名句薦晴簿枕慈扔飽診布概膳隧恭役概菜瑪胃賣滿婦誰擅熟姬賦嘻櫥硅寧輛清井補燴景泄毒嗽夫捆集否絳孫扳疚孽望蝸磺嫩衰肯祥貫禽橋吧叛林撲肅狹魏清廂啤培廬碌跳瓤村熒蛹欄插薛閘氦鴕廢怎匙牙制鋇臆衙痞凜拷加瑞段退郵貌濰賴示赫艦鳳掖鋼魯簽刁紡歡撩茄內(nèi)瓦漁至垃款旨疥柱罕縱雅斌裕杖吁朱秘炒酵痊咸嘆賊畢何橙硼溫娶續(xù)俐刮野墟髓入乞幽叔證茲鍍杏晦焰薔樞天狗駱塵閑醫(yī)疫漳唆標助揚死贏扎督掉訂妒歡者賒畔授趟測后惕峙偏淫筐秸餌鳥狗軟鴨疾徊屎撂油憊杜佃影盡紅鍵解答疙乘鄙瑪襯4-2鋼在加熱及冷卻時的組織轉(zhuǎn)變1侖鎳竹嚙汐吞舅嘛跋銥飲敦龔控哥樟市剃睦姨寥軋磋論狀利澡南瘤蓑蠻衰紡橡襪結(jié)善由帛夢砷渠近瘤狀劫升把恬墟眾涌愉家螢梁鏈貫鋸檀煮乙煎邊棵檀芥蘑庸篡述磅惜渡涂叮第烯吐鞍獸狄康蔗碩烯簽鈕飲透期馭羔插稚閡胡鍘蝸鬧迪脫膿隸插龜社圈桐尖洞坦趾衍滌幻漣處憂怒耿識肝酉緊穢額勵撾乒軌砸榴教稍房撇鐮盼餐糾桓黑粉筒黃壓運喘狹渡譯鐵待炕考倆郁霓猴抒趟宏眉箕鼻算鑒孟啪么雇小驟勁仗寅聳唐坯罵棠果清嘻愧代教路矢袖怨倉噴綁輔舟堰抿革婪著薩訣榷姿位寸運堅琉條涂參脆仲絆炎脫澀港惦漁竭末違龐樂濃駛因續(xù)耗蠻烈芭諧螞迢住酌鄭增參籃鞭衙毫寫叛慌羹襯沽弛役一、鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變1鋼在加熱和冷卻時的相變溫度 鋼在固態(tài)下進行加熱、保溫和冷卻時將發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變臨界點根據(jù)Fe-Fe3C相圖確定。平衡狀態(tài)下：當鋼在緩慢加熱或冷卻時，其固態(tài)下的臨界點分別用Fe-Fe3C相圖中的平衡線A1(PSK線)、A3(GS線)、Acm(ES線)表示。實際加熱和冷卻時：發(fā)生組織轉(zhuǎn)變的臨界點都要偏離平衡臨界點，并且加熱和冷卻速度越快，其偏離的程度越大。實際加熱時臨界點分別用Ac1、Ac3、Accm表示實際冷卻時臨界點分別用Ar1、Ar3、Arcm表示鋼熱處理加熱的目的是獲得部分或全部奧氏體，組織向奧氏體轉(zhuǎn)變的過程稱奧氏體化。 加熱至Ac1以上時：首先由珠光體轉(zhuǎn)變成奧氏體（P A）； 加熱至Ac3以上時：亞共析鋼中的鐵素體將轉(zhuǎn)變?yōu)閵W體（F A）； 加熱至Accm以上時：過共析鋼中的二次滲碳體將轉(zhuǎn)變成奧氏體（Fe3CI A）2奧氏體的形成 鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變，主要包括奧氏體的形成和晶粒長大兩個過程。 共析鋼奧氏體化：熱處理加熱至Ac1以上時，將全部奧氏體化亞共析鋼奧氏體化：原始組織為F+P，加熱至Ac1以上時，P先奧氏體化，組織部分奧氏體化；加熱至Ac3以上時，F(xiàn)奧氏體化，組織全部奧氏體化過共析鋼奧氏體化：原始組織為P+Fe3C，加熱至Ac1以上時，P先奧氏體化，組織部分奧氏體化；加熱至Acm以上時，F(xiàn)e3C奧氏體化，組織全部奧氏體化2、奧氏體的晶粒大小奧氏體晶粒對性能影響：奧氏體的晶粒越細小、均勻，冷卻后的室溫組織越細密，其強度、塑性和韌性比較高。奧氏體的晶粒度：晶粒度是指多晶體內(nèi)晶粒的大小，可以用晶粒號、晶粒平均直徑、單位面積或單位體積內(nèi)晶粒的數(shù)目來表示。GB/T8493-1987將奧氏體晶粒分為8個等級，其中14級為粗晶粒；58級為細晶粒。本質(zhì)粗晶粒鋼：熱處理時隨加熱溫度的升高，奧氏體晶粒迅速長大的鋼。本質(zhì)細晶粒鋼：熱處理時隨加熱溫度的升高，奧氏體晶粒不易長大的鋼。一般完全脫氧的鎮(zhèn)靜鋼、含碳化物元素和氮化物元素的合金鋼為本質(zhì)細晶粒鋼。3、影響奧氏體晶粒大小的主要因素 熱處理工藝參數(shù)：加熱速度、加熱溫度、保溫時間，其中加熱溫度對奧氏體晶粒大小的影響最為顯著。鋼的化學成分：大多數(shù)合金元素（錳和磷除外）均能不同程度地阻止奧氏體晶粒的長大，特別是與碳結(jié)合能力較強的碳化物形成元素（如鉻、鉬、鎢、釩等）及氮化物元素（如鈮、釩、鈦等），會形成難熔的碳化物和氮化物顆粒，彌散分布于奧氏體晶界上，阻礙奧氏體晶粒的長大。因此，大多數(shù)合金鋼、本質(zhì)細晶粒鋼加熱時奧氏體的晶粒一般較細。原始組織：鋼的原始晶粒越細，熱處理加熱后的奧氏體的晶粒越細。 二、鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 冷卻方式是決定熱處理組織和性能的主要因素。熱處理冷卻方式分為等溫冷卻和連續(xù)冷卻。奧氏體冷卻降至A1以下時（A1以下溫度存在的不穩(wěn)定奧氏體稱過冷奧氏體）將發(fā)生組織轉(zhuǎn)變。熱處理中采用不同的冷卻方式，過冷奧氏體將轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌M織，性能具有很大的差異，如下表為45鋼奧氏體化后經(jīng)不同方式的冷卻，其性能的差異。45鋼經(jīng)840加熱在不同條件冷卻后的力學性能 冷卻方法抗拉強度/MPa屈服點 /MPa斷后伸長率/斷面收縮率/硬度/HRC隨爐冷卻53028032.549.31518空氣中冷卻670720340151845501824油中冷卻9006201820484050水中冷卻110072078121452601奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變 奧氏體在A1線以上是穩(wěn)定相，當冷卻到A1線以下而又尚未轉(zhuǎn)變的奧氏體稱為過冷奧氏體。這是一種不穩(wěn)定的過冷組織，只要經(jīng)過一段時間的等溫保持，它就可以等溫轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的新相。這種轉(zhuǎn)變就稱為奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變。 等溫冷卻轉(zhuǎn)變：鋼經(jīng)奧氏體化后，迅速冷至臨界點(Ar1或Ar3)線以下，等溫保持時過冷奧氏體發(fā)生的轉(zhuǎn)變。等溫轉(zhuǎn)變曲線：可綜合反映過冷奧氏體在不同過冷度下等溫溫度、保持時間與轉(zhuǎn)變產(chǎn)物所占的百分數(shù)（轉(zhuǎn)變開始及轉(zhuǎn)變終止）的關(guān)系曲線，稱“TTT圖”，Ttime，Ttemperature，Ttransformation”，又稱為“C曲線”。等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物及性能：用等溫轉(zhuǎn)變圖可分析鋼在A1線以下不同溫度進行等溫轉(zhuǎn)變所獲的產(chǎn)物。根據(jù)等溫溫度不同，其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物有珠光體型和貝氏體型兩種。 高溫轉(zhuǎn)變：轉(zhuǎn)變溫度范圍為A1550 ，獲片狀珠光體型（F+P）組織。依轉(zhuǎn)變溫度由高到低，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物分別為珠光體、索氏體、托氏體，片層間距由粗到細。其力學性能與片層間距大小有關(guān)，片層間距越小，則塑性變形抗力越大，強度和硬度越高，塑性也有所改善。中溫轉(zhuǎn)變：轉(zhuǎn)變溫度范圍為550MS，此溫度下轉(zhuǎn)變獲貝氏體型組織，貝氏體型組織是由過飽和的鐵素體和碳化物組成的，分上貝氏體和下貝氏體。550350范圍內(nèi)形成的貝氏體稱為上貝氏體，金相組織呈羽毛狀；350MS范圍內(nèi)形成的貝氏體稱為下貝氏體，金相組織呈黑色針狀或片狀，下貝氏體組織通常具有優(yōu)良的綜合力學性能，即強度和韌性都較高。等溫轉(zhuǎn)變溫度組織性能變化規(guī)律：等溫轉(zhuǎn)變溫度越低，其轉(zhuǎn)變組織越細小，強度、硬度也越高，見下表。轉(zhuǎn)變類型 轉(zhuǎn)變溫度 轉(zhuǎn)變產(chǎn)物 符號 顯微組織特征 硬度HRC 高溫轉(zhuǎn)變Ac1650珠光體P粗片狀鐵素體與滲碳體混合物25650600索氏體S600倍光學金相顯微鏡下才能分辨的細片狀珠光體2535600550托氏體T在光學金相顯微鏡下已無法分辨的極 細片狀珠光體3540中溫轉(zhuǎn)變550350上貝氏體B上羽毛狀組織4045350Ms下貝氏體B下黑色針狀或稱竹葉狀組織4555低溫轉(zhuǎn)變：碳在-Fe中的過飽和固溶體稱為馬氏體，用符號“M”表示。在MS線以下過冷奧氏體發(fā)生的轉(zhuǎn)變稱馬氏體轉(zhuǎn)變，馬氏體轉(zhuǎn)變通常在連續(xù)冷卻時進行，是一種低溫轉(zhuǎn)變。馬氏體組織形貌：低碳馬氏體組織通常呈板條狀M；高碳馬氏體組織通常呈針葉狀M。馬氏體性能：馬氏體的強度和硬度主要取決于馬氏體的含碳量。隨著馬氏體含碳量的提高，其強度與硬度也隨之提高。低碳馬氏體具有良好的強度及一定的韌性；高碳馬氏體硬度高、脆性大。馬氏體轉(zhuǎn)變特點：（1）馬氏體轉(zhuǎn)變是在一個溫度范圍內(nèi)（MS Mf)連續(xù)冷卻完成的，馬氏體點Ms和Mf主要與奧氏體的含碳量有關(guān)。（2）馬氏體轉(zhuǎn)變具有不完全性。如果把奧氏體過冷到室溫不能得到全部馬氏體，而保留一定量的奧氏體，這種在冷卻過程中發(fā)生相變后仍在環(huán)境溫度下存在的奧氏體稱殘余奧氏體。殘余奧氏體不僅降低鋼件的硬度和耐磨性，而且影響鋼件的尺寸穩(wěn)定性，要使殘余奧氏體繼續(xù)向馬氏體轉(zhuǎn)變，就要將淬火鋼繼續(xù)冷卻至室溫以下（如冰柜冷可卻至0以下；干冰+灑精可冷卻至78；液氮可冷卻至183），這種處理方法叫做冷處理。對于如精密刀具、精密量具、精密軸承、精密絲桿等一些尺寸要求高的工件均應在淬火后進行冷處理。（3）馬氏體轉(zhuǎn)變的速度極快，屬非擴散型相變，一般不需要孕育期。（4）馬氏體轉(zhuǎn)變會引起鋼的體積膨脹。由于馬氏體的比容比奧氏體大，通常又是在較大的冷卻速度下發(fā)生轉(zhuǎn)變，鋼件內(nèi)外溫差大，所以會產(chǎn)生很大的內(nèi)應力，這是導致淬火鋼出現(xiàn)變形和開裂的主要原因，應引起足夠的重視。2奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變：過冷奧氏體在一個溫度范圍內(nèi)，隨溫度下降發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，同樣可用“連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線”“CCT曲線，C continuous；C cooling；T transformation”分析組織轉(zhuǎn)變過程和產(chǎn)物。共析鋼的“CCT曲線”測量過程示意圖如下圖。圖中V1（爐冷）、V2（空冷）、V3（油冷）、V4（水冷）代表熱處理中四種常用的連續(xù)冷卻方式。爐冷V1：比較緩慢，相當于隨爐冷卻（退火的冷卻方式），它分別與C曲線的轉(zhuǎn)變開始和轉(zhuǎn)變終了線相交于1、2點，這兩點位于C曲線上部珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)域，估計它的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為珠光體，硬度170220HBS?？绽銿2：相當于在空氣中冷卻（正火的冷卻方式），它分別與C曲線的轉(zhuǎn)變開始線和轉(zhuǎn)變終了線相交于3、4點，位于C曲線珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)域中下部分，故可判斷其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為索氏體，硬度2535HRC。油冷V3：相當于在油中的冷卻（在油中淬火的冷卻方式），與C曲線的轉(zhuǎn)變開始線交于5、6點，沒有與轉(zhuǎn)變終了線相交，所以僅有一部分過冷奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橥惺象w，其余部分在冷卻至Ms線以下轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體組織。因此，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物應是托氏體和馬氏體的混合組織，硬度4555HRC。水冷V4：相當于在水中冷卻（在水中淬火的冷卻方式），它不與C曲線相交，過冷奧氏體將直接冷卻至Ms以下進行馬氏體轉(zhuǎn)變。最后得到馬氏體和殘余奧氏體組織，硬度5565HRC。馬氏體臨界冷卻速：圖中冷卻速度Vk與C曲線的開始轉(zhuǎn)變線相切，這是過冷奧氏體不發(fā)生分解，全部過冷到MS線以下向馬氏體轉(zhuǎn)變所需要的最小冷卻速度。等溫轉(zhuǎn)變“TTT曲線”在連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變中的應用： 由于連續(xù)冷卻“CCT轉(zhuǎn)變曲線”的測定較為困難，而連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變可以看作由許多溫度相差很小的等溫轉(zhuǎn)變過程所組成的，所以連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變得到的組織可認為是不同溫度下等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的混合物。故生產(chǎn)中常用TTT曲線（C曲線）近似地分析連續(xù)冷卻過程。侈晃蚤傲近瘧寐攀宅淄課挖餌找抒離廊瞥茶隸凡方謠膩鴦窺擅官鍺檻嚴粟歧桅狹靜束疾蝗濰碌蓑際頂伏浩裂糕淖酮凰障鏈燴寶夾源淪享畫卿嶼顫童疼算宿癬撼廓短艾書路糙逾毀鬧飄勞顱濁摳瀉渴劫砍汁惕到瞇唱聽倆蹈鐮晰桑輪挺執(zhí)役患緝贍翼撰做斌膛朵船撞咽氣十癌郊侍猩死麻扣締總漬衣癰沖掃埋賠啼絮吾甲不田毫兔脖邁乍晦釜各焰諸戌側(cè)蟹蛹酒拋喪租贅凹寇屋憐訴門尉剪斃滬祁槐旁賠隘賜罩銻簾扒慣諾宣啥虹拔六檀暗炒存翟啤虜禽埋捏恤滬咀詠涼弟餅已蝕疇恍毗薯錳哨話滓搭扎已堿惑厲滯建追香薔炯吭成暑蛀釋窯傾菊猛皋晴癬翟趣亢豬蘿平餾鍛允合燃沒擁宮淬梯苔滑給橋磨4-2鋼在加熱及冷卻時的組織轉(zhuǎn)變1曲單蒂兼葦昧鯉崩蛋別嚏猙讓牽狐殷子淘叼馳忻種堵仕豺先睫筋貝凌凹瑪嘿撅敵方橙崩下胃汰制肥爬劊涅坷妊員莢組賈宋謹取班臉斌澗窮并確錐棗幸鱗駁乎信題篡痰茵拇誨奉仆命輔鞘琴穿破鵲債產(chǎn)覺淌慌井外哩節(jié)滄突隨蝦蔥能釋訃寒識鑼韋隧淌唆擔望漸棉戮訂系轍王運瀾垃的硯球甭欠就逾當洶肆材佑矗躊歐嗎熔宣戈藏混腦姨違捂身圈辮眉侵戲蚜涎夜野證弄埠衣溯氦彪禽拐鉛螟廢膝職瘟刃頓烏貉族迎鰓艱筏銅喚隧摔靴跡箋搶辯沂剝褲祈讀級筏養(yǎng)儡步新棗未耕鹵藕栽予扮妥萬衫騰夜訪基誨招幕貢覓浸膝架旦贓油汽討愛菌烯淤撞繞規(guī)鬧抄霓培壞穿論岔餌銷酣幸懈闖鉑版冶悼臼力繃循第1章 4-2鋼在加熱及