金屬材料及熱處理11鋼的熱處理篇(2)

1、六、六、碳鋼及鋼的熱處理碳鋼及鋼的熱處理1、Fe-C相圖與碳鋼2、鋼的加熱轉(zhuǎn)變（奧氏體化）3、 奧氏體的冷卻轉(zhuǎn)變（奧氏體分解， C曲線(xiàn)）4、 珠光體轉(zhuǎn)變與鋼的退火、正火5、 馬氏體轉(zhuǎn)變與鋼的淬火6、 淬火鋼的加熱轉(zhuǎn)變與鋼的回火7、 貝氏體轉(zhuǎn)變與鋼的等溫淬火8、 表面淬火9、 化學(xué)熱處理10、熱處理的工藝基礎(chǔ)（略）3、鋼的冷卻轉(zhuǎn)變（過(guò)冷奧氏體的分解過(guò)程）鋼的熱處理通常首先是奧氏體化，然后以不同的方式冷卻（等溫冷卻和連續(xù)冷卻），發(fā)生不同的轉(zhuǎn)變，而得到不同的組織。 1）等溫冷卻）等溫冷卻以共析鋼為例（1）共析鋼成分的過(guò)冷奧氏體（奧氏體化后冷卻）的等溫分解轉(zhuǎn)變服從過(guò)冷轉(zhuǎn)變的TTT圖珠光體轉(zhuǎn)變珠光體 A

2、1-550（高溫）A1-650（P, 珠光體）650-600（S, 索氏體）600-550（T, 屈氏體）貝氏體轉(zhuǎn)變貝氏體 550-Ms（ 240） （中溫）550-350（B上, 上貝氏體）350-Ms（B下, 下貝氏體）馬氏體轉(zhuǎn)變馬氏體 低于Ms （低溫）q對(duì)于冷卻轉(zhuǎn)變（略）TTT圖的繪制TTT圖的意義溫度、時(shí)間對(duì)相變量的影響；孕育期冷去速率熱處理的依據(jù)tX t50%T1T6T5T4T3T2TT1T6T5T4T3T2tTTT圖的圖形與使用Tt開(kāi)始轉(zhuǎn)變線(xiàn)開(kāi)始轉(zhuǎn)變線(xiàn)終了轉(zhuǎn)變線(xiàn)終了轉(zhuǎn)變線(xiàn)母相母相新相新相鼻尖25、50、75%轉(zhuǎn)變線(xiàn)轉(zhuǎn)變線(xiàn)孕育期臨界冷卻速率母相母相+新新相相孕育期MM+PP除了珠光

3、體轉(zhuǎn)變、貝氏體轉(zhuǎn)變、馬氏體轉(zhuǎn)變以外，亞共析鋼和過(guò)共析鋼成分的過(guò)冷奧氏體分解還有先共析鐵素體或先共析滲碳體的析出2）影響奧氏體化的主要因素（影響）影響奧氏體化的主要因素（影響C曲線(xiàn)的位置與形狀）曲線(xiàn)的位置與形狀）主要是三個(gè)方面的影響（1）碳含量（以共析鋼的C曲線(xiàn)為基準(zhǔn)） C，亞共析鋼有先共析鐵素體析出線(xiàn)， C，過(guò)共析鋼有先共析滲碳體析出線(xiàn)； C或，C曲線(xiàn)左移（亞C右移，過(guò)C左移），原因：先析出相誘發(fā)相變； C，貝氏體轉(zhuǎn)變部分的曲線(xiàn)右移，不利于貝氏體轉(zhuǎn)變，對(duì)于亞、過(guò)，均如此； C，馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)（Ms）下降，馬氏體相變困難。（2）合金元素 除了Co、Al外，合金元素均使C曲線(xiàn)右移，成份，右移量，即奧

4、氏體穩(wěn)定化； （Co使C曲線(xiàn)左移，Al使C曲線(xiàn)的貝氏體轉(zhuǎn)變部分左移。） 除了少量的Ni不會(huì)使之分開(kāi)外，大多數(shù)合金元素的加入也會(huì)使P和B的轉(zhuǎn)變溫度，而導(dǎo)致P和B兩部分曲線(xiàn)分開(kāi)，成兩根曲線(xiàn) ； 除了Co、Al外，合金元素通常使Ms下降，馬氏體相變困難。（3）奧氏體化溫度和保溫時(shí)間T，t ，C曲線(xiàn)右移，奧氏體穩(wěn)定化，原因：奧氏體均勻且晶粒長(zhǎng)大，晶界減小 ，達(dá)到足夠的成分起伏難，而且優(yōu)先形核的位置減少。（4）原始組織原始組織越細(xì)，奧氏體晶粒長(zhǎng)大 ，C曲線(xiàn)右移，奧氏體穩(wěn)定化，原因：原始組織細(xì)，起始晶粒細(xì)， 晶粒長(zhǎng)大傾向大， 晶界減小 。2）連續(xù)冷卻）連續(xù)冷卻（ 以 共 析 鋼 為 例 ， C C T 圖

5、 ，Continuous Cooling Transformation）TTT 圖（C曲線(xiàn)）概括了等溫轉(zhuǎn)變，但實(shí)際中一般為連續(xù)轉(zhuǎn)變，因此測(cè)定過(guò)冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖（CCT圖）更有實(shí)際意義。（1）CCT圖的測(cè)繪（略）圖的測(cè)繪（略）TtMsVc中止轉(zhuǎn)變線(xiàn)終了轉(zhuǎn)變線(xiàn)開(kāi)始轉(zhuǎn)變線(xiàn)TtAc1MMM+PP類(lèi)似于等溫轉(zhuǎn)變C曲線(xiàn)的測(cè)繪原理與方法，只是冷卻方法不同，需設(shè)法獲得不同的冷速，找到開(kāi)始和終了（停止）轉(zhuǎn)變點(diǎn)，連接成線(xiàn)。（2）CCT與與TTT的主要差別的主要差別i、CCT 在TTT的右下方（孕育期長(zhǎng)一點(diǎn)）；ii、共及過(guò)共析鋼無(wú)B轉(zhuǎn)變曲線(xiàn)（低碳鋼可能有），原因：C，更強(qiáng)烈推遲B轉(zhuǎn)變，在連續(xù)冷卻時(shí)難以達(dá)到B轉(zhuǎn)

6、變的孕育期；iii、馬氏體轉(zhuǎn)變線(xiàn)不再是一個(gè)嚴(yán)格的水平線(xiàn)；iv、形狀不同，存在一條中止線(xiàn)。Ac3Ac1Ac1AccmAc1（3）臨界冷卻速率）臨界冷卻速率 Vc 奧氏體冷卻時(shí)直接獲得完全的馬氏體而不發(fā)生其它的相變（珠光體型轉(zhuǎn)變）所需要的最小冷卻速率。 Vc決定著，淬火時(shí)采用需采用什么冷卻介質(zhì)，材料的淬透性如何，如何選取鋼材，等等。 顯然，C曲線(xiàn)或CCT曲線(xiàn)右移，過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定，Vc越小，更容易防止出現(xiàn)非馬氏體組織，獲得馬氏體組織（M+A殘 ）。（雖然如此，實(shí)際上要獲得更多的M，而盡可能減少A殘 ，即使是大于了Vc，鋼的淬火冷卻速度愈大愈好，只是防變形、裂紋、開(kāi)裂等，冷卻速度不宜太大）理想與實(shí)際冷卻速率Ac1粗糙精確理想123水鋼件水鋼件水鋼件水蒸氣膜水蒸氣膜消失水溫上升321（4）TTT圖和圖和CCT圖的應(yīng)用圖的應(yīng)用建立了組織性能等溫溫度和時(shí)間或冷卻速度之間的關(guān)系。 i、作為制定熱處理工藝及分析熱處理后鋼件組織性能的重要依據(jù)； ii、 CCT圖是分析焊縫的熱影響區(qū)組織性能重要依據(jù)；（不同加熱溫度奧氏體化后的連續(xù)冷卻過(guò)程）iii、比較鋼種的過(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定性和Ms，是選