第7課加熱冷卻轉變.ppt

第二章鋼的熱處理 一 鋼的熱處理定義 把鋼在固態(tài)下加熱到一定溫度 進行必要的保溫 并以適當?shù)乃俣壤鋮s到室溫 以改變鋼的內(nèi)部組織 從而得到所需性能的工藝方法 熱處理 普通熱處理 表面熱處理 退火 正火 淬火 回火 表面淬火 化學熱處理 滲碳 滲氮 碳氮共滲 其它熱處理 形變 真空 激光 二 鋼的熱處理工藝分類 三 熱處理目的 改變鋼的組織 改變鋼的性能1 消除毛坯中的缺陷 改善工藝性能 為切削加工或熱處理做組織和性能上的準備 叫預先熱處理 鑄鍛件退火 硬 軟 切削加工2 提高金屬材料的力學性能 充分發(fā)揮材料的潛力 節(jié)約材料延長零件使用壽命 叫最終熱處理 例 鐵匠打刀 4 1熱處理基本原理 一 鋼在加熱時的轉變大多數(shù)熱處理工藝需要將鋼加熱到臨界溫度以上 A區(qū)域 才能進行 所以加熱轉變主要包括A的形成和晶粒長大兩個過程 臨界溫度 1 A1Ac1Ar12 A3Ac3Ar33 AcmAccmArcm 1 奧氏體的形成過程共析鋼 形核 長大 殘余Fe3C溶解 A均勻化關鍵 鐵碳原子擴散 2 影響奧氏體形成的因素 溫度 溫度越高 原子擴散能力越大 加速奧氏體形成 原始組織 原始組織越細 相界面越多 提供的奧氏體晶核就愈多 碳原子的擴散距離也越短 加速奧氏體形成 鋼的成分 含碳量增加 F和Fe3C相界面越多 加速奧氏體形成 加入合金元素后不改變A形成的基本過程 但會減緩A的形成速度 合金鋼加熱溫度較碳鋼高保溫時間比碳鋼長 3 奧氏體晶粒的控制 隨著溫度的升高 奧氏體晶粒會逐漸長大 晶粒度 表示晶粒大小的尺度 分為十個等級 一級最粗 十級最細 影響 粗大的A晶粒 冷卻后得到粗大的其他組織 力學性能和工藝性能差 措施 合理選擇加熱溫度和保溫時間 二 鋼在冷卻時的轉變 室溫時鋼的力學性能 與A晶粒大小有關 決定于A經(jīng)冷卻轉變后所獲得的組織 A鋼冷卻至室溫有兩種方式 1 連續(xù)冷卻與等溫冷卻 連續(xù)冷卻 等溫冷卻 1 過冷A的等溫轉變 等溫轉變 將A化工件迅速冷卻到A1以下某溫度 在此溫度等溫足夠時間 使A轉變?yōu)槠渌M織 過冷A的等溫轉變C曲線 表示過冷A在不同的等溫溫度 等溫時間與轉變產(chǎn)物之間關系的曲線稱為C曲線 1 建立C曲線 共析鋼A的等溫轉變曲線的建立 通過一系列不同的等溫冷卻實驗建立的 實驗 過冷A在恒溫下開始轉變和轉變終了的時間 畫到溫度 時間坐標系中 然后把開始時間和轉變終了時間分別連接起來 即得共析鋼C曲線 過冷A的等溫轉變C曲線 2 共析鋼過冷A等溫轉變產(chǎn)物組織和性能 珠光體類型 723 550 3 貝氏體形轉變 550 350 上貝氏體羽毛狀性能 脆性大 350 240下貝氏體竹葉狀性能 強而韌 馬氏體型轉變 240 40 馬氏體 碳在 中的過飽和固溶體 晶格 體心正方 晶格畸變嚴重 C 越高晶格畸變越嚴重 組織類型 板條狀馬氏體和釙片狀馬氏體板條狀 低碳 馬氏體 C 0 25 強而韌 b 800MPa 15 釙片狀 高碳 馬氏體 C 0 8 硬而脆 HBW 800 2 板條狀馬氏體針片狀馬氏體 過冷A的等溫轉變C曲線 2 過冷A的連續(xù)冷卻轉變 連續(xù)冷卻轉變 邊冷卻 邊轉變 如空冷 爐冷 水冷 過冷A的連續(xù)冷卻轉變 TTT曲線 連續(xù)冷卻曲線的特點 與等溫冷卻曲線相比 連續(xù)冷卻曲線都處于右下方 說明轉變溫度低 孕育期長 共析鋼連續(xù)冷卻時 只有珠光體轉變而無貝氏體轉變 臨界冷卻速度 Vk 當連續(xù)冷卻速度達到某一值時 冷卻曲線與C曲線相切 不發(fā)生珠光體轉變 而在低溫區(qū)發(fā)生馬氏體轉變 通常稱為臨界冷卻速度 3 過冷奧氏體轉變C曲線的應用 過冷奧氏體轉變圖是選擇鋼種及制訂熱處理工藝的基本依據(jù)之一 1 不同成分的鋼具有不同的轉變圖 設計時可根據(jù)要求合理選擇適用而廉價的材料 2