第5章 鋼的熱處理-ppt課件

1、第五章鋼的熱處置第五章鋼的熱處置改善鋼的性能的主要途徑：改善鋼的性能的主要途徑： 1、調(diào)整鋼的化學(xué)成份，即合金化，第六章、調(diào)整鋼的化學(xué)成份，即合金化，第六章內(nèi)容。內(nèi)容。 2、鋼的熱處置，本章講。、鋼的熱處置，本章講。熱處置：鋼在固態(tài)下熱處置：鋼在固態(tài)下經(jīng)過(guò)加熱、保溫、冷經(jīng)過(guò)加熱、保溫、冷卻的方法，改動(dòng)鋼的卻的方法，改動(dòng)鋼的組織構(gòu)造，獲得所需組織構(gòu)造，獲得所需求的性能的一種加工求的性能的一種加工方法。方法。 加熱保溫冷卻保溫時(shí)間溫度原始組織構(gòu)造熱處置組織構(gòu)造時(shí)間熱處置的分類：熱處置的分類： 熱熱處處置置普通普通 熱處置熱處置 外表外表 熱處置熱處置 退火退火 正火正火 淬火淬火回火回火 外表淬火

2、外表淬火 化學(xué)熱處置化學(xué)熱處置 火焰加熱火焰加熱感應(yīng)加熱感應(yīng)加熱滲碳滲碳 氮化氮化 其它其它其它其它 第一節(jié)鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變第一節(jié)鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變 鋼加熱到鋼加熱到A1PSK以上時(shí)都將發(fā)生以上時(shí)都將發(fā)生P A，但是，但是， 亞共析鋼需加熱到亞共析鋼需加熱到A3 GS以上，過(guò)共以上，過(guò)共析鋼需加熱到析鋼需加熱到 Acm ES以上才干完全奧氏體化。以上才干完全奧氏體化。這種轉(zhuǎn)變是一種分散型的轉(zhuǎn)變。這種轉(zhuǎn)變是一種分散型的轉(zhuǎn)變。一、奧氏體的構(gòu)成一、奧氏體的構(gòu)成通常通常A1、A3 或或 Acm加熱時(shí)用加熱時(shí)用Ac1、Ac3 或或 Accm表示，表示，冷卻時(shí)用冷卻時(shí)用Ar1 、Ar3 或或 Arcm表示。

3、表示。A1Ar1AC1Acm ArcmAccmA3Ac3Ar3 AFPF+PP+Fe3CIIA+Fe3CIIA+F溫度含碳量Fe G PSEK第三步：剩余滲碳體溶解第三步：剩余滲碳體溶解 經(jīng)過(guò)碳原子的分散，使鐵素體向奧氏體轉(zhuǎn)變，經(jīng)過(guò)碳原子的分散，使鐵素體向奧氏體轉(zhuǎn)變，和滲碳體溶解來(lái)完成。和滲碳體溶解來(lái)完成。第二步：奧氏體的長(zhǎng)大。第二步：奧氏體的長(zhǎng)大。 形核部位在鐵素體和滲碳體的相界面處。形核部位在鐵素體和滲碳體的相界面處。第一步：奧氏體晶核的構(gòu)成。第一步：奧氏體晶核的構(gòu)成。一根本過(guò)一根本過(guò)程程下面以共析鋼為例闡明奧氏體的構(gòu)成過(guò)程。下面以共析鋼為例闡明奧氏體的構(gòu)成過(guò)程。 第四步：奧氏體均勻化第四

4、步：奧氏體均勻化1、加熱溫度和加熱速度、加熱溫度和加熱速度加熱溫度高，加熱速度快，轉(zhuǎn)變速度快。加熱溫度高，加熱速度快，轉(zhuǎn)變速度快。緣由：碳原子分散才干大，碳濃度差大加速奧氏緣由：碳原子分散才干大，碳濃度差大加速奧氏體的構(gòu)成。體的構(gòu)成。二影響珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變的要素二影響珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變的要素亞共析鋼與過(guò)共析鋼奧氏體的構(gòu)成過(guò)程，在以亞共析鋼與過(guò)共析鋼奧氏體的構(gòu)成過(guò)程，在以上步驟后上步驟后,當(dāng)加熱到當(dāng)加熱到AC3和和Accm以上時(shí)鐵素體將以上時(shí)鐵素體將全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，滲碳體將全部溶入奧氏體全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，滲碳體將全部溶入奧氏體。3、化學(xué)成分、化學(xué)成分含碳量添加，轉(zhuǎn)變速度快。含碳量添加，轉(zhuǎn)變速

5、度快。緣由：滲碳體添加緣由：滲碳體添加 F/Fe3C相界面增多，奧氏相界面增多，奧氏體的形核部位添加。體的形核部位添加。 大部分合金元素減慢奧氏體的構(gòu)成速度大部分合金元素減慢奧氏體的構(gòu)成速度緣由：主要是減慢碳在奧氏體中的分散速度。緣由：主要是減慢碳在奧氏體中的分散速度。2、原始組織、原始組織原始組織越細(xì)，轉(zhuǎn)變速度快。原始組織越細(xì)，轉(zhuǎn)變速度快。 緣由：緣由： F/Fe3C相界面增多，奧氏體的形核部位添相界面增多，奧氏體的形核部位添加。加。 奧氏體晶粒的大小對(duì)鋼冷卻后的組織和性?shī)W氏體晶粒的大小對(duì)鋼冷卻后的組織和性能有很大影響。能有很大影響。 一奧氏體晶粒度的概念一奧氏體晶粒度的概念根據(jù)奧氏體的構(gòu)成

6、過(guò)程和晶粒長(zhǎng)大的情況，根據(jù)奧氏體的構(gòu)成過(guò)程和晶粒長(zhǎng)大的情況，奧氏體的晶粒度可有三種定義：奧氏體的晶粒度可有三種定義：1、起始晶粒度：珠光體剛剛轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體時(shí)的、起始晶粒度：珠光體剛剛轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體時(shí)的晶粒度。普通較小。晶粒度。普通較小。2、本質(zhì)晶粒度：通常采用規(guī)范實(shí)驗(yàn)方法：把鋼加、本質(zhì)晶粒度：通常采用規(guī)范實(shí)驗(yàn)方法：把鋼加熱到熱到930 10 ，保溫，保溫3-8小時(shí)侯測(cè)定其奧氏小時(shí)侯測(cè)定其奧氏體晶粒的大小。根據(jù)規(guī)范晶粒度等級(jí)圖譜評(píng)級(jí)，體晶粒的大小。根據(jù)規(guī)范晶粒度等級(jí)圖譜評(píng)級(jí)， 14級(jí)為本質(zhì)粗晶粒鋼，級(jí)為本質(zhì)粗晶粒鋼，58為本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。為本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。如以下圖：如以下圖：本質(zhì)晶粒度只反響了鋼在本質(zhì)

7、晶粒度只反響了鋼在930 以下的奧氏以下的奧氏體晶粒長(zhǎng)大的傾向性。體晶粒長(zhǎng)大的傾向性。3、實(shí)踐晶粒度：詳細(xì)的熱處置或熱加工條件下實(shí)、實(shí)踐晶粒度：詳細(xì)的熱處置或熱加工條件下實(shí)踐獲得的奧氏體晶粒大小。踐獲得的奧氏體晶粒大小。實(shí)踐晶粒度直接影響鋼的性能，比起始晶粒度影實(shí)踐晶粒度直接影響鋼的性能，比起始晶粒度影響大。實(shí)踐加熱溫度越高，保溫時(shí)間越長(zhǎng)，奧氏響大。實(shí)踐加熱溫度越高，保溫時(shí)間越長(zhǎng)，奧氏體的實(shí)踐晶粒度越粗大，鋼的機(jī)械性能越下降。體的實(shí)踐晶粒度越粗大，鋼的機(jī)械性能越下降。第二節(jié)第二節(jié) 鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變 獲得細(xì)小均勻的奧氏體晶粒僅是熱處置的第一步，獲得細(xì)小均勻的奧氏體晶粒僅是熱處置的

8、第一步，鋼從奧氏體形狀的冷卻過(guò)程是熱處置的關(guān)鍵步驟，鋼從奧氏體形狀的冷卻過(guò)程是熱處置的關(guān)鍵步驟，它將最終決議鋼的運(yùn)用性能。鋼在加熱后的冷卻它將最終決議鋼的運(yùn)用性能。鋼在加熱后的冷卻方式有兩種，如圖：方式有兩種，如圖：奧氏體冷至臨界溫度以下處于不穩(wěn)定的形狀，稱奧氏體冷至臨界溫度以下處于不穩(wěn)定的形狀，稱為過(guò)冷奧氏體。過(guò)冷奧氏體在不同過(guò)冷度下分別為過(guò)冷奧氏體。過(guò)冷奧氏體在不同過(guò)冷度下分別可轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w可轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏wP、貝氏體、貝氏體(B)、馬氏體、馬氏體(M)。一、過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線圖一、過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線圖將共析鋼的過(guò)冷奧氏將共析鋼的過(guò)冷奧氏體在體在A1以下某一溫度以下某一溫度進(jìn)展等溫轉(zhuǎn)變

9、，測(cè)定進(jìn)展等溫轉(zhuǎn)變，測(cè)定過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)場(chǎng)過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)場(chǎng)的時(shí)辰及終了的時(shí)辰的時(shí)辰及終了的時(shí)辰，分別將其時(shí)辰點(diǎn)用，分別將其時(shí)辰點(diǎn)用光滑的曲線銜接起來(lái)光滑的曲線銜接起來(lái)，在溫度時(shí)間坐標(biāo)上，在溫度時(shí)間坐標(biāo)上，可得到兩條曲線，可得到兩條曲線，如圖：如圖：A1550600650MsMf350A過(guò)過(guò) 冷冷 A過(guò)過(guò) 冷冷 APSTB上B下M+A轉(zhuǎn) 變 開(kāi) 始 線轉(zhuǎn) 變 終 了 線A+ P型A+ B型時(shí) 間共 析 碳 鋼 的 C曲 線等溫轉(zhuǎn)變曲線圖又稱等溫轉(zhuǎn)變曲線圖又稱C曲線或曲線或TTT曲線。曲線。圖形分析：圖形分析：A1是奧氏體是奧氏體和珠光體共存平衡溫度和珠光體共存平衡溫度，左線為轉(zhuǎn)變開(kāi)場(chǎng)線，左線為

10、轉(zhuǎn)變開(kāi)場(chǎng)線，右線為轉(zhuǎn)變終了線。開(kāi)右線為轉(zhuǎn)變終了線。開(kāi)場(chǎng)線左方是過(guò)冷奧氏體場(chǎng)線左方是過(guò)冷奧氏體區(qū)區(qū)A，終了線右方是，終了線右方是轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)P、B，兩線中間是轉(zhuǎn)變進(jìn)展區(qū)兩線中間是轉(zhuǎn)變進(jìn)展區(qū)AP或或B。MS是馬是馬氏體轉(zhuǎn)變或構(gòu)成的開(kāi)場(chǎng)氏體轉(zhuǎn)變或構(gòu)成的開(kāi)場(chǎng)溫度，溫度，Mf是馬氏體轉(zhuǎn)變是馬氏體轉(zhuǎn)變或構(gòu)成的終止溫度，中或構(gòu)成的終止溫度，中間為馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)。間為馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)。A1550600650MsMf350A過(guò)過(guò) 冷冷 A過(guò)過(guò) 冷冷 APSTB上B下M+A轉(zhuǎn) 變 開(kāi) 始 線轉(zhuǎn) 變 終 了 線A+ P型A+ B型時(shí) 間共 析 碳 鋼 的 C曲 線奧氏體轉(zhuǎn)變有孕育期，在鼻尖處孕育期最短。奧氏體轉(zhuǎn)變

11、有孕育期，在鼻尖處孕育期最短。從上到下可分為珠光體、貝氏體和馬氏體轉(zhuǎn)變從上到下可分為珠光體、貝氏體和馬氏體轉(zhuǎn)變?nèi)齻€(gè)區(qū)。三個(gè)區(qū)。(一一)過(guò)冷奧氏體的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物及性能過(guò)冷奧氏體的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物及性能1、珠光體型組織、珠光體型組織溫度區(qū)間：溫度區(qū)間：C曲線鼻曲線鼻尖上部尖上部A1-550。A1550600650MsMf350A過(guò)過(guò)冷冷A過(guò)過(guò)冷冷APSTB上B下M+A轉(zhuǎn)變開(kāi)始線轉(zhuǎn)變終了線A+ P型A+ B型時(shí)間共析碳鋼的C曲線轉(zhuǎn)變過(guò)程：經(jīng)過(guò)形轉(zhuǎn)變過(guò)程：經(jīng)過(guò)形核和長(zhǎng)大來(lái)完成。核和長(zhǎng)大來(lái)完成。鐵素體和滲碳體交鐵素體和滲碳體交替相互促進(jìn)形核并替相互促進(jìn)形核并長(zhǎng)大。如圖：長(zhǎng)大。如圖：轉(zhuǎn)變特點(diǎn)：轉(zhuǎn)變特點(diǎn)：1分散型轉(zhuǎn)變、

12、碳原子和鐵原子的分散型轉(zhuǎn)變、碳原子和鐵原子的分散，生成高碳的滲碳體和低碳的鐵素體。分散，生成高碳的滲碳體和低碳的鐵素體。 2晶格的重構(gòu)，由面心立方的奧氏體晶格的重構(gòu)，由面心立方的奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方的鐵素體和復(fù)雜晶格的滲碳體。轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方的鐵素體和復(fù)雜晶格的滲碳體。組織特點(diǎn)：層片狀的組織特點(diǎn)：層片狀的鐵素體與滲碳體的機(jī)鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物。械混合物。貧碳A富碳AFe3CFA晶界 Fe3CP團(tuán)根據(jù)片間距的大小珠光體類型組織分三類根據(jù)片間距的大小珠光體類型組織分三類:1,珠光體珠光體P，構(gòu)成溫度，構(gòu)成溫度A1650，最粗，最粗. 2,索氏體索氏體S，構(gòu)成溫度，構(gòu)成溫度650600，較細(xì)，較

13、細(xì)3,屈氏體屈氏體T，構(gòu)成溫度，構(gòu)成溫度600550，最細(xì)，最細(xì)性能：與片層間距與有關(guān)，其強(qiáng)度和硬度關(guān)系如性能：與片層間距與有關(guān)，其強(qiáng)度和硬度關(guān)系如下：珠光體下：珠光體索氏體索氏體屈氏體屈氏體2、馬氏體類型組織、馬氏體類型組織馬氏體馬氏體M：含過(guò)飽和碳的：含過(guò)飽和碳的固溶體。固溶體。溫度區(qū)間：溫度區(qū)間：Ms Mf特點(diǎn)：特點(diǎn)： 馬氏體馬氏體的轉(zhuǎn)變從的轉(zhuǎn)變從Ms點(diǎn)開(kāi)點(diǎn)開(kāi)場(chǎng)，隨溫度下降，場(chǎng)，隨溫度下降，數(shù)量不斷添加，數(shù)量不斷添加，Mf點(diǎn)溫度終止，點(diǎn)溫度終止，轉(zhuǎn)變量最多。轉(zhuǎn)變量最多。A1550600650MsMf350A過(guò)過(guò)冷冷A過(guò)過(guò)冷冷APSTB上B下M+A轉(zhuǎn)變開(kāi)始線轉(zhuǎn)變終了線A+ P型A+ B型時(shí)

14、間共析碳鋼的C曲線MS 和和Mf由奧氏體的含碳量及合金元素含量決議，由奧氏體的含碳量及合金元素含量決議，不受冷卻速度的影響，例如含碳量添加，不受冷卻速度的影響，例如含碳量添加，MS 和和Mf點(diǎn)降低。點(diǎn)降低。 馬氏體轉(zhuǎn)變不完全，有剩余奧氏體存在，用馬氏體轉(zhuǎn)變不完全，有剩余奧氏體存在，用A或或A殘表示。殘表示。非分散型的轉(zhuǎn)變，在極大的冷速下，極大的過(guò)非分散型的轉(zhuǎn)變，在極大的冷速下，極大的過(guò)冷下，鐵、碳原子無(wú)分散的能夠，奧氏體直接轉(zhuǎn)冷下，鐵、碳原子無(wú)分散的能夠，奧氏體直接轉(zhuǎn)變成含碳過(guò)飽和的變成含碳過(guò)飽和的固溶體。馬氏體的含碳量與固溶體。馬氏體的含碳量與原奧氏體的含碳量一樣。原奧氏體的含碳量一樣。1、

15、板條馬氏體低碳馬氏體，位錯(cuò)型馬氏體、板條馬氏體低碳馬氏體，位錯(cuò)型馬氏體奧氏體含碳量小于百分奧氏體含碳量小于百分0.3時(shí)構(gòu)成板條馬氏時(shí)構(gòu)成板條馬氏體，顯微組織為一束束細(xì)條狀組織，亞構(gòu)造為體，顯微組織為一束束細(xì)條狀組織，亞構(gòu)造為高密度位錯(cuò)。由于碳的過(guò)飽和程度小和高密度高密度位錯(cuò)。由于碳的過(guò)飽和程度小和高密度位錯(cuò)，韌性和塑性較好。位錯(cuò)，韌性和塑性較好。 馬氏體類型：馬氏體類型：2、片狀馬氏體高碳馬氏體，孿晶馬氏體，、片狀馬氏體高碳馬氏體，孿晶馬氏體，顯微組織為雙凸透鏡狀，亞構(gòu)造主要是孿晶。顯微組織為雙凸透鏡狀，亞構(gòu)造主要是孿晶。由于碳的過(guò)飽和程度大和孿晶，韌性和塑性差。由于碳的過(guò)飽和程度大和孿晶，韌

16、性和塑性差。產(chǎn)生的條件：產(chǎn)生的條件：1.0%C片片狀馬氏體，中間，混合型。狀馬氏體，中間，混合型。獲得馬氏體是強(qiáng)化鋼材的主要方法之一。獲得馬氏體是強(qiáng)化鋼材的主要方法之一。隨含碳量的添加，馬氏體硬度添加。隨含碳量的添加，馬氏體硬度添加。貝氏體貝氏體B特點(diǎn)：半分散特點(diǎn)：半分散型轉(zhuǎn)變，碳原型轉(zhuǎn)變，碳原子分散，鐵原子分散，鐵原子不分散。過(guò)子不分散。過(guò)飽和的鐵素體飽和的鐵素體和滲碳體組成和滲碳體組成。轉(zhuǎn)變溫度：轉(zhuǎn)變溫度：550-Ms溫度范圍內(nèi)溫度范圍內(nèi)3、貝氏體類型組織、貝氏體類型組織A1550600650MsMf350A過(guò)過(guò)冷冷A過(guò)過(guò)冷冷APSTB上B下M+A轉(zhuǎn)變開(kāi)始線轉(zhuǎn)變終了線A+ P型A+ B型時(shí)

17、間共析碳鋼的C曲線一上貝氏體一上貝氏體B上上 構(gòu)成溫度構(gòu)成溫度550350。組織特征：從晶界向晶內(nèi)生長(zhǎng)的成束的鐵素體條組織特征：從晶界向晶內(nèi)生長(zhǎng)的成束的鐵素體條，滲碳體以不延續(xù)的短桿狀分布于鐵素體條之間，滲碳體以不延續(xù)的短桿狀分布于鐵素體條之間。典型組織：具有羽毛狀的特征。典型組織：具有羽毛狀的特征。二下貝氏體二下貝氏體B下，構(gòu)成溫度下，構(gòu)成溫度350MS，組織特征：片狀鐵素體和其內(nèi)部沉淀碳化物。典組織特征：片狀鐵素體和其內(nèi)部沉淀碳化物。典型組織，具有黑針狀特征。型組織，具有黑針狀特征。機(jī)械性能：下貝氏體的強(qiáng)度、塑性、和韌性高于機(jī)械性能：下貝氏體的強(qiáng)度、塑性、和韌性高于上貝氏體。緣由，上貝氏體

18、構(gòu)成溫度高，鐵素體上貝氏體。緣由，上貝氏體構(gòu)成溫度高，鐵素體條寬，滲碳體分布條狀鐵素體晶界。下貝氏體位條寬，滲碳體分布條狀鐵素體晶界。下貝氏體位錯(cuò)錯(cuò) 密度高，碳化物于晶內(nèi)析出。密度高，碳化物于晶內(nèi)析出。貝氏體類型：貝氏體類型：碳鋼中，共析鋼過(guò)冷奧氏體最穩(wěn)定隨含碳量的碳鋼中，共析鋼過(guò)冷奧氏體最穩(wěn)定隨含碳量的添加，亞共析鋼的添加，亞共析鋼的C曲線右移，過(guò)共析鋼的曲線右移，過(guò)共析鋼的C曲曲線左移。線左移。亞共析鋼的亞共析鋼的C曲線與過(guò)共析鋼的曲線與過(guò)共析鋼的C曲線比共析鋼曲線比共析鋼的的C曲線左上方多一條先共析線。曲線左上方多一條先共析線。二影響二影響C曲線的要素曲線的要素C曲線的位置和外形非常重要

19、，決議奧氏體的等溫曲線的位置和外形非常重要，決議奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變速度；轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的性質(zhì)；鋼的淬透性；指點(diǎn)轉(zhuǎn)變速度；轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的性質(zhì)；鋼的淬透性；指點(diǎn)熱處置工藝的制定。熱處置工藝的制定。影響要素主要有：影響要素主要有：1、碳的影響、碳的影響2、合金元素的影響除、合金元素的影響除Co以外，一切的合金元素以外，一切的合金元素溶入奧氏體后，都增大其穩(wěn)定性，使溶入奧氏體后，都增大其穩(wěn)定性，使C曲線右移。曲線右移。某些碳化物構(gòu)成元素改動(dòng)某些碳化物構(gòu)成元素改動(dòng)C曲線的外形。曲線的外形。3、加熱溫度和保溫時(shí)間的影響、加熱溫度和保溫時(shí)間的影響隨加熱溫度的提高和保溫時(shí)間的延伸，隨加熱溫度的提高和保溫時(shí)間的延伸，C曲線

20、右移曲線右移。特點(diǎn)：共析鋼特點(diǎn)：共析鋼CCT圖位于圖位于TTT圖右下方。圖右下方。PS和和Pf分分別表示別表示AP轉(zhuǎn)變開(kāi)場(chǎng)線和轉(zhuǎn)變開(kāi)場(chǎng)線和終了線。終了線。Pk表示中止線。表示中止線。冷卻曲線碰到冷卻曲線碰到Pk線過(guò)冷奧線過(guò)冷奧氏體就不再發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)氏體就不再發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變，而不斷堅(jiān)持到變，而不斷堅(jiān)持到MS點(diǎn)以點(diǎn)以下轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，沒(méi)有貝下轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，沒(méi)有貝氏體轉(zhuǎn)變。氏體轉(zhuǎn)變。二、過(guò)冷奧氏體延續(xù)轉(zhuǎn)變曲線二、過(guò)冷奧氏體延續(xù)轉(zhuǎn)變曲線在消費(fèi)實(shí)際中，奧氏體大多數(shù)在延續(xù)冷卻中轉(zhuǎn)變?cè)谙M(fèi)實(shí)際中，奧氏體大多數(shù)在延續(xù)冷卻中轉(zhuǎn)變，因此需求測(cè)定和利用過(guò)冷奧氏體延續(xù)轉(zhuǎn)變曲線，因此需求測(cè)定和利用過(guò)冷奧氏體延續(xù)轉(zhuǎn)變曲線圖

21、圖CCT圖。圖。臨界淬火速度臨界淬火速度VKVK：在：在CCTCCT圖上獲得圖上獲得全部馬氏體的最小全部馬氏體的最小冷卻速度。冷卻速度。VKVK為發(fā)生全部珠為發(fā)生全部珠光體轉(zhuǎn)變的最大冷光體轉(zhuǎn)變的最大冷卻速度。卻速度。 由于過(guò)冷奧氏體延續(xù)轉(zhuǎn)變曲線的測(cè)定比較困難，所以在消費(fèi)中常借用同種鋼的等溫轉(zhuǎn)變曲線圖來(lái)分析過(guò)冷奧氏體延續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織和性能。在等溫轉(zhuǎn)變圖上估計(jì)延續(xù)冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變?cè)诘葴剞D(zhuǎn)變圖上估計(jì)延續(xù)冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變3、細(xì)化晶粒，改善組織以提高鋼的機(jī)械性能。作、細(xì)化晶粒，改善組織以提高鋼的機(jī)械性能。作為最終熱處置或?yàn)樽罱K熱處置作好組織上的預(yù)備為最終熱處置或?yàn)樽罱K熱處置作好組織上的預(yù)備。第三節(jié)

22、第三節(jié) 鋼的退火和正火鋼的退火和正火退火和正火退火和正火: 將鋼加熱、保溫后在爐內(nèi)緩冷將鋼加熱、保溫后在爐內(nèi)緩冷退火或空冷正火的操作。退火或空冷正火的操作。主要目的：主要目的：1、調(diào)整鋼件硬度、調(diào)整鋼件硬度HB160-230以便進(jìn)展機(jī)械加以便進(jìn)展機(jī)械加工。工。2、消除剩余應(yīng)力以防鋼件的變形和開(kāi)裂。、消除剩余應(yīng)力以防鋼件的變形和開(kāi)裂。常用退火和正火的加熱溫度范圍及工藝曲線，如下圖。主要運(yùn)用：亞共析成份的各類碳鋼和合金鋼的主要運(yùn)用：亞共析成份的各類碳鋼和合金鋼的鑄、鍛、焊接件的熱處置，降低硬度，以便切鑄、鍛、焊接件的熱處置，降低硬度，以便切削。常作為不重要零件的最終熱處置或某些重削。常作為不重要零

23、件的最終熱處置或某些重要零件的預(yù)先熱處置。要零件的預(yù)先熱處置。 一、完全退火一、完全退火完全退火：將鋼件加熱到完全退火：將鋼件加熱到AC3以上以上3050，保溫一定時(shí)間，完全奧氏體化后緩慢冷卻一獲得保溫一定時(shí)間，完全奧氏體化后緩慢冷卻一獲得接近平衡組織的熱處置工藝。接近平衡組織的熱處置工藝。組織：鐵素體與珠光體的平衡組織。組織：鐵素體與珠光體的平衡組織。目的：降低硬度，改善切削加工性能細(xì)化晶粒目的：降低硬度，改善切削加工性能細(xì)化晶粒，均勻組織，不適用于低碳鋼和過(guò)共析鋼。，均勻組織，不適用于低碳鋼和過(guò)共析鋼。運(yùn)用：過(guò)共析碳鋼及合金工具鋼，使其組織由層運(yùn)用：過(guò)共析碳鋼及合金工具鋼，使其組織由層片狀

24、和網(wǎng)狀滲碳體變?yōu)榱?。主要目的降低硬度片狀和網(wǎng)狀滲碳體變?yōu)榱?。主要目的降低硬度，改善切削加工性，為以后淬火作好組織預(yù)備。，改善切削加工性，為以后淬火作好組織預(yù)備。對(duì)網(wǎng)狀滲碳體嚴(yán)重者可先進(jìn)展一次正火。對(duì)網(wǎng)狀滲碳體嚴(yán)重者可先進(jìn)展一次正火。 二、球化退火：使鋼在二、球化退火：使鋼在AC1-Accm之間長(zhǎng)期保之間長(zhǎng)期保溫，后緩慢冷卻，使碳化物球化，獲得球化組溫，后緩慢冷卻，使碳化物球化，獲得球化組織的熱處置工藝。織的熱處置工藝。組織：粒狀珠光體。由粒狀滲碳體和鐵素體組組織：粒狀珠光體。由粒狀滲碳體和鐵素體組成的珠光體組織。成的珠光體組織。三、去應(yīng)力退火三、去應(yīng)力退火去應(yīng)力退火：為了消除鋼材由于變形加

25、工以及去應(yīng)力退火：為了消除鋼材由于變形加工以及鑄造、軋制、鍛造和焊接過(guò)程引起的剩余內(nèi)而鑄造、軋制、鍛造和焊接過(guò)程引起的剩余內(nèi)而進(jìn)展的退火。去應(yīng)力退火的加熱溫度普通為進(jìn)展的退火。去應(yīng)力退火的加熱溫度普通為500650AC1, 保溫后隨爐緩冷至室保溫后隨爐緩冷至室溫。由于加熱溫度在溫。由于加熱溫度在A1以下，退火過(guò)程中普通以下，退火過(guò)程中普通不發(fā)生相變。去應(yīng)力退火廣泛用于消除鑄件、不發(fā)生相變。去應(yīng)力退火廣泛用于消除鑄件、鍛件、焊接件、冷沖壓件以及機(jī)械加工件中的鍛件、焊接件、冷沖壓件以及機(jī)械加工件中的剩余應(yīng)力，以穩(wěn)定鋼件的尺寸，減少變形，防剩余應(yīng)力，以穩(wěn)定鋼件的尺寸，減少變形，防止開(kāi)裂。止開(kāi)裂。3普

26、通構(gòu)造件的最終熱處置，提高普通零件的普通構(gòu)造件的最終熱處置，提高普通零件的機(jī)械性能。機(jī)械性能。四、鋼的正火四、鋼的正火正火：將鋼件加熱到正火：將鋼件加熱到Ac3或或Accm以上以上3050保溫后從爐中取出，在空氣中冷卻。保溫后從爐中取出，在空氣中冷卻。與退火的區(qū)別，冷卻速度較快，組織較細(xì)。與退火的區(qū)別，冷卻速度較快，組織較細(xì)。主要運(yùn)用：主要運(yùn)用： 1改善低碳鋼或低合金構(gòu)造鋼的改善低碳鋼或低合金構(gòu)造鋼的切削加工性，低碳鋼或低合金構(gòu)造鋼退火后硬度切削加工性，低碳鋼或低合金構(gòu)造鋼退火后硬度低，切削易粘刀，正火后提高硬度，便于切削加低，切削易粘刀，正火后提高硬度，便于切削加工。工。2用于過(guò)共析鋼，消除

27、網(wǎng)狀滲碳體，為球化用于過(guò)共析鋼，消除網(wǎng)狀滲碳體，為球化退火作好預(yù)備。退火作好預(yù)備。目的：為了獲得馬氏體，提高鋼的強(qiáng)度、硬度等目的：為了獲得馬氏體，提高鋼的強(qiáng)度、硬度等機(jī)械性能，是強(qiáng)化鋼材常用的手段，與回火配合機(jī)械性能，是強(qiáng)化鋼材常用的手段，與回火配合獲得所需求的性能。獲得所需求的性能。第四節(jié)第四節(jié) 鋼的淬火與回火鋼的淬火與回火一、鋼的淬火一、鋼的淬火一淬火的目的一淬火的目的淬火：將鋼加熱到淬火：將鋼加熱到AC3或或AC1以上某一個(gè)溫度，以上某一個(gè)溫度，保溫一定時(shí)間，然后以適當(dāng)?shù)姆绞嚼鋮s獲得馬保溫一定時(shí)間，然后以適當(dāng)?shù)姆绞嚼鋮s獲得馬氏體或下貝氏體組織的熱處置工藝。氏體或下貝氏體組織的熱處置工藝。

28、過(guò)共析鋼在過(guò)共析鋼在AC13050。得到均勻細(xì)小的馬氏。得到均勻細(xì)小的馬氏體和粒狀碳化物的混合組織。淬火溫度過(guò)高，馬體和粒狀碳化物的混合組織。淬火溫度過(guò)高，馬氏體粗大；變形嚴(yán)重；開(kāi)裂傾向大；剩余奧氏體氏體粗大；變形嚴(yán)重；開(kāi)裂傾向大；剩余奧氏體添加，硬度和耐磨性下降。溫度低，得到非馬氏添加，硬度和耐磨性下降。溫度低，得到非馬氏體組織，硬度缺乏。對(duì)合金鋼加熱溫度可以高一體組織，硬度缺乏。對(duì)合金鋼加熱溫度可以高一些。些。二淬火溫度的選擇二淬火溫度的選擇亞共析鋼在亞共析鋼在AC33050，得到細(xì)小的馬氏，得到細(xì)小的馬氏體組織，溫度過(guò)高，得到粗大馬氏體，鋼件易體組織，溫度過(guò)高，得到粗大馬氏體，鋼件易變形

29、，甚至開(kāi)裂。溫度低，出現(xiàn)鐵素體，硬度變形，甚至開(kāi)裂。溫度低，出現(xiàn)鐵素體，硬度缺乏，強(qiáng)度不高。缺乏，強(qiáng)度不高。要求：即得到馬氏體要求：即得到馬氏體又不產(chǎn)生變形和開(kāi)裂又不產(chǎn)生變形和開(kāi)裂，理想的冷卻介質(zhì)是，理想的冷卻介質(zhì)是在在650550冷卻冷卻速度快，其他溫度冷速度快，其他溫度冷卻速度慢。卻速度慢。常用介質(zhì)有：水、鹽常用介質(zhì)有：水、鹽水、油。水、油。 三淬火冷卻介質(zhì)三淬火冷卻介質(zhì)四常用淬火方法四常用淬火方法1單液淬火法單液淬火法工件在一種介質(zhì)中延續(xù)工件在一種介質(zhì)中延續(xù)冷卻到室溫的操作方法。冷卻到室溫的操作方法。如水淬，油淬。如水淬，油淬。2雙液淬火法雙液淬火法在在Ms以上，在冷卻才以上，在冷卻才干

30、較強(qiáng)的介質(zhì)中冷卻，干較強(qiáng)的介質(zhì)中冷卻，接近接近Ms時(shí)轉(zhuǎn)入冷卻才時(shí)轉(zhuǎn)入冷卻才干較弱的介質(zhì)中冷卻，干較弱的介質(zhì)中冷卻，如水淬油冷法，以防在如水淬油冷法，以防在馬氏體相變時(shí)開(kāi)裂。馬氏體相變時(shí)開(kāi)裂。3 分級(jí)淬火法分級(jí)淬火法熱浴淬火法，使工件先在稍高于熱浴淬火法，使工件先在稍高于Ms 150260的硝鹽或堿浴中冷卻，減小外表和心部溫的硝鹽或堿浴中冷卻，減小外表和心部溫差后，再取出在空氣中冷卻。減小鋼的內(nèi)應(yīng)力，差后，再取出在空氣中冷卻。減小鋼的內(nèi)應(yīng)力，變形，適用于小件，復(fù)雜件。變形，適用于小件，復(fù)雜件。組織：獲得馬氏體和剩余奧氏體。組織：獲得馬氏體和剩余奧氏體。4 等溫淬火法等溫淬火法將鋼件淬入稍高于將鋼

31、件淬入稍高于MS溫度的硝鹽浴或堿浴中，溫度的硝鹽浴或堿浴中，保溫足夠時(shí)間，使其發(fā)生下貝氏體轉(zhuǎn)變，隨后在保溫足夠時(shí)間，使其發(fā)生下貝氏體轉(zhuǎn)變，隨后在空氣中冷卻。空氣中冷卻。組織：獲得下貝氏體。組織：獲得下貝氏體。5 冷處置冷處置冷處置：將淬火冷至室溫的零件繼續(xù)深冷至冷處置：將淬火冷至室溫的零件繼續(xù)深冷至Mf以下的致冷劑中，堅(jiān)持一段時(shí)間，使剩余以下的致冷劑中，堅(jiān)持一段時(shí)間，使剩余奧氏體充分轉(zhuǎn)變成馬氏體的操作方法。奧氏體充分轉(zhuǎn)變成馬氏體的操作方法。目的：為了減少鋼中的剩余奧氏體以獲得最目的：為了減少鋼中的剩余奧氏體以獲得最大數(shù)量的馬氏體，防止工件在保管或運(yùn)用中大數(shù)量的馬氏體，防止工件在保管或運(yùn)用中發(fā)生

32、組織轉(zhuǎn)變發(fā)生組織轉(zhuǎn)變,穩(wěn)定尺寸。穩(wěn)定尺寸。 淬透性：鋼在奧氏體化后淬透性：鋼在奧氏體化后淬火時(shí)獲得馬氏體而不構(gòu)淬火時(shí)獲得馬氏體而不構(gòu)成其它組織珠光體等成其它組織珠光體等的才干。的才干。淬透性大小用淬透層深度淬透性大小用淬透層深度表示，淬透層深度由鋼的表示，淬透層深度由鋼的外表至內(nèi)部馬氏體組織占外表至內(nèi)部馬氏體組織占50處的間隔來(lái)表示。淬處的間隔來(lái)表示。淬透層越深，鋼的淬透性越透層越深，鋼的淬透性越好。好。二二 鋼的淬透性鋼的淬透性一淬透性、淬硬性的定義及影響要素一淬透性、淬硬性的定義及影響要素淬硬性與含碳量有關(guān)，淬硬性與含碳量有關(guān)，含碳量越高，得到的馬含碳量越高，得到的馬氏體的硬度越高。而淬氏

33、體的硬度越高。而淬透性與透性與C曲線的位置有曲線的位置有關(guān)，主要取決于合金元關(guān)，主要取決于合金元素的含量與種類。素的含量與種類。淬透性差，性能分布不淬透性差，性能分布不均，沖擊韌性、屈強(qiáng)比、均，沖擊韌性、屈強(qiáng)比、疲勞極限都要下降。疲勞極限都要下降。淬硬性：指鋼在正常淬火條件下，以超越淬硬性：指鋼在正常淬火條件下，以超越VK的速的速度冷卻所構(gòu)成的馬氏體組織所能到達(dá)的最高硬度度冷卻所構(gòu)成的馬氏體組織所能到達(dá)的最高硬度決議性要素是臨界冷卻速度決議性要素是臨界冷卻速度VK。VK越小，越小，鋼的淬透性越大；鋼的淬透性越大；VK越大，淬透性越小。越大，淬透性越小。影響影響VK的要素與影響的要素與影響C曲線

34、的要素一樣含碳曲線的要素一樣含碳量；合金元素；奧氏體化溫度。量；合金元素；奧氏體化溫度。 影響淬透性的要素影響淬透性的要素二淬透性的測(cè)定及表示方法二淬透性的測(cè)定及表示方法1.臨界淬透直徑法臨界淬透直徑法鋼在某種介質(zhì)中淬火時(shí)心部獲得半馬氏體的最鋼在某種介質(zhì)中淬火時(shí)心部獲得半馬氏體的最大直徑，稱為臨界淬透直徑，用大直徑，稱為臨界淬透直徑，用D0表示。表示。2. 末端淬火法末端淬火法將規(guī)范試樣按規(guī)定淬火溫度加熱后置于實(shí)驗(yàn)機(jī)將規(guī)范試樣按規(guī)定淬火溫度加熱后置于實(shí)驗(yàn)機(jī)支架上對(duì)其末端噴水淬火，在一致的冷卻條件支架上對(duì)其末端噴水淬火，在一致的冷卻條件下冷卻后測(cè)定離末端不同間隔的硬度，繪制硬下冷卻后測(cè)定離末端不

35、同間隔的硬度，繪制硬度與末端間隔的關(guān)系曲線。如圖：度與末端間隔的關(guān)系曲線。如圖：三、淬火鋼的回火三、淬火鋼的回火回火：將淬火鋼加熱到臨界溫度回火：將淬火鋼加熱到臨界溫度AC1以下某一溫以下某一溫度，保溫一定時(shí)間然后冷卻到室溫的一種熱處置度，保溫一定時(shí)間然后冷卻到室溫的一種熱處置工藝。工藝?；鼗鹉康模夯鼗鹉康模? 1消除脆性，降低內(nèi)應(yīng)力，防止變形和開(kāi)裂。消除脆性，降低內(nèi)應(yīng)力，防止變形和開(kāi)裂。2 2調(diào)整鋼的機(jī)械性能。淬火后工件硬而脆經(jīng)過(guò)適當(dāng)調(diào)整鋼的機(jī)械性能。淬火后工件硬而脆經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)幕鼗鹋浜险{(diào)整硬度，減小脆性，得到所需求的塑性的回火配合調(diào)整硬度，減小脆性，得到所需求的塑性和韌性。和韌性。3 3穩(wěn)定

36、組織和尺寸。淬火后的組織馬氏體和剩余奧穩(wěn)定組織和尺寸。淬火后的組織馬氏體和剩余奧氏體是極不穩(wěn)定的組織，會(huì)自發(fā)的向鐵素體和碳化物氏體是極不穩(wěn)定的組織，會(huì)自發(fā)的向鐵素體和碳化物轉(zhuǎn)變，利用回火可以使其充分的轉(zhuǎn)變到一定的程度，轉(zhuǎn)變，利用回火可以使其充分的轉(zhuǎn)變到一定的程度，使組織構(gòu)造穩(wěn)定化，保證工件在運(yùn)用中不在發(fā)生尺寸使組織構(gòu)造穩(wěn)定化，保證工件在運(yùn)用中不在發(fā)生尺寸和外形的改動(dòng)。和外形的改動(dòng)。1、 馬氏體的分解馬氏體的分解 在在100回火，無(wú)明顯的轉(zhuǎn)變，馬氏體中只需回火，無(wú)明顯的轉(zhuǎn)變，馬氏體中只需碳原子的偏聚，而沒(méi)有開(kāi)場(chǎng)分解。碳原子的偏聚，而沒(méi)有開(kāi)場(chǎng)分解。在在100250回火，馬氏體回火，馬氏體M開(kāi)場(chǎng)分解

37、，析開(kāi)場(chǎng)分解，析出與馬氏體共格聯(lián)絡(luò)的出與馬氏體共格聯(lián)絡(luò)的碳化物，在此階段轉(zhuǎn)變碳化物，在此階段轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物稱回火馬氏體的產(chǎn)物稱回火馬氏體M或或M回，即過(guò)飽和回，即過(guò)飽和的的固溶體和與母相晶格聯(lián)絡(luò)的固溶體和與母相晶格聯(lián)絡(luò)的碳化物組成。碳化物組成。該階段的轉(zhuǎn)變：該階段的轉(zhuǎn)變：M過(guò)飽和過(guò)飽和相相 M過(guò)飽過(guò)飽和和相相+ 碳化物。性能：硬度無(wú)明顯變化。碳化物。性能：硬度無(wú)明顯變化。一淬火鋼在回火時(shí)的組織變化一淬火鋼在回火時(shí)的組織變化淬火鋼在回火時(shí)會(huì)發(fā)生以下幾種組織變化：淬火鋼在回火時(shí)會(huì)發(fā)生以下幾種組織變化：2 Fe3C構(gòu)成構(gòu)成 ： 300-400 碳化物開(kāi)場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)樘蓟镩_(kāi)場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3C；馬氏體中碳的過(guò)飽和

38、度降到飽和形狀，；馬氏體中碳的過(guò)飽和度降到飽和形狀，轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體 相相 ，這時(shí)的回火組織由鐵，這時(shí)的回火組織由鐵素體和極細(xì)的粒狀滲碳體組成，稱為回火屈氏素體和極細(xì)的粒狀滲碳體組成，稱為回火屈氏體體T或或T回回 M過(guò)飽和過(guò)飽和相相+ 碳化物碳化物 T 相相+ Fe3C 溫度高于溫度高于400 時(shí)，滲碳體顆粒聚集長(zhǎng)大，此時(shí)，滲碳體顆粒聚集長(zhǎng)大，此時(shí)鐵素體與顆粒狀的滲碳體的混合物稱為回火時(shí)鐵素體與顆粒狀的滲碳體的混合物稱為回火索氏體索氏體S或或S回?；?。 由于淬火的馬氏體晶粒不是穩(wěn)定的等軸狀，由于淬火的馬氏體晶粒不是穩(wěn)定的等軸狀，而且晶內(nèi)缺陷較多，所以與冷塑性變形金屬而且晶內(nèi)缺陷較多，所

39、以與冷塑性變形金屬類似，在回火過(guò)程中也會(huì)發(fā)生回復(fù)與再結(jié)晶。類似，在回火過(guò)程中也會(huì)發(fā)生回復(fù)與再結(jié)晶。在在400以上鐵素體將發(fā)生回復(fù)與再結(jié)晶，大以上鐵素體將發(fā)生回復(fù)與再結(jié)晶，大約在約在600 再結(jié)晶過(guò)程將全部完成，此時(shí)回再結(jié)晶過(guò)程將全部完成，此時(shí)回火索氏體中的鐵素體為等軸狀的晶粒?；鹚魇象w中的鐵素體為等軸狀的晶粒。3. 剩余奧氏體的分解剩余奧氏體的分解在在200300回火，剩余奧氏體將轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗?，剩余奧氏體將轉(zhuǎn)變?yōu)橄嘞? 碳化物，普通以為是回火馬氏體或下貝氏碳化物，普通以為是回火馬氏體或下貝氏體。體。 A M或或B下下相相+ 碳化物碳化物4. 鐵素體的回復(fù)與再結(jié)晶鐵素體的回復(fù)與再結(jié)晶1、硬度變化、

40、硬度變化 如圖：總趨如圖：總趨勢(shì)隨回火溫度的升高而降勢(shì)隨回火溫度的升高而降低，低于低，低于300根本堅(jiān)持淬根本堅(jiān)持淬火時(shí)的高硬度，馬氏體轉(zhuǎn)火時(shí)的高硬度，馬氏體轉(zhuǎn)變成變成M(過(guò)飽和的過(guò)飽和的固溶體固溶體和與母相晶格聯(lián)絡(luò)的和與母相晶格聯(lián)絡(luò)的碳碳化物化物)和剩余奧氏體分解成和剩余奧氏體分解成B下下 組織組織.高于高于300，馬，馬氏體分解加劇，碳化物粗氏體分解加劇，碳化物粗化，硬度下降。化，硬度下降。二回火時(shí)機(jī)械性能的變化二回火時(shí)機(jī)械性能的變化對(duì)工具資料低溫回對(duì)工具資料低溫回火，保證高硬度、火，保證高硬度、高耐磨性。高耐磨性。彈性零件中溫回火彈性零件中溫回火可以得到較高的彈可以得到較高的彈性極限。性

41、極限。對(duì)于塑性、韌性要對(duì)于塑性、韌性要求較高，并具有一求較高，并具有一定強(qiáng)度的零件高溫定強(qiáng)度的零件高溫回火可以獲得良好回火可以獲得良好的綜合性能。的綜合性能。2、強(qiáng)度與塑性的變化、強(qiáng)度與塑性的變化隨回火溫度升高，強(qiáng)度隨回火溫度升高，強(qiáng)度b、s不斷下降，塑性不斷下降，塑性、不斷升高，塑性在不斷升高，塑性在500-600到達(dá)較高值，彈性到達(dá)較高值，彈性在在300-400達(dá)最高值。達(dá)最高值。3、鋼的回火脆性、鋼的回火脆性鋼的沖擊韌性隨回火溫度的升高在鋼的沖擊韌性隨回火溫度的升高在250400和和500650出現(xiàn)明顯的降低，這種沖擊韌性隨回出現(xiàn)明顯的降低，這種沖擊韌性隨回火溫度降低的景象稱回火脆性。如

42、圖：火溫度降低的景象稱回火脆性。如圖：第一類回火脆性第一類回火脆性250400，又稱低溫回火脆又稱低溫回火脆性；不可逆回火性；不可逆回火脆性。產(chǎn)生緣由，脆性。產(chǎn)生緣由，馬氏體條間析出馬氏體條間析出碳化物薄殼有關(guān)。碳化物薄殼有關(guān)。 2等溫淬火或參與使脆性區(qū)向高溫方向挪動(dòng)的合等溫淬火或參與使脆性區(qū)向高溫方向挪動(dòng)的合金元素金元素Si、Cr、Mn。產(chǎn)生緣由：鋼中的合金元素鉻、鎳及雜質(zhì)元素硫產(chǎn)生緣由：鋼中的合金元素鉻、鎳及雜質(zhì)元素硫磷銻砷等向原奧氏體晶界偏聚有關(guān)。主要在合金磷銻砷等向原奧氏體晶界偏聚有關(guān)。主要在合金鋼中出現(xiàn)，普通碳鋼不產(chǎn)生第二類回火脆性，將鋼中出現(xiàn)，普通碳鋼不產(chǎn)生第二類回火脆性，將在第六

43、章合金鋼中引見(jiàn)。在第六章合金鋼中引見(jiàn)。消除方法：消除方法：1不在脆化溫度范圍回火。不在脆化溫度范圍回火。第二類回火脆性第二類回火脆性500650又稱高溫回火又稱高溫回火脆性；可逆回火脆性。脆性；可逆回火脆性。四、回火的種類及運(yùn)用四、回火的種類及運(yùn)用回火決議了鋼最終的機(jī)械性能，根據(jù)回火溫度回火決議了鋼最終的機(jī)械性能，根據(jù)回火溫度的不同可分為三類：的不同可分為三類：目的：降低鋼中的剩余應(yīng)力和脆性，堅(jiān)持目的：降低鋼中的剩余應(yīng)力和脆性，堅(jiān)持其淬火后的高硬度和耐磨性，硬度為其淬火后的高硬度和耐磨性，硬度為HRC5864。主要用于各種高碳和合金鋼。主要用于各種高碳和合金鋼的工模具，軸承，外表淬火和滲碳淬火

44、的的工模具，軸承，外表淬火和滲碳淬火的零件。零件。一低溫回火一低溫回火回火溫度為回火溫度為150250，保溫后空冷，獲得回，保溫后空冷，獲得回火馬氏體組織，火馬氏體組織，目的：得到強(qiáng)度、塑性、和韌性都較好的綜合機(jī)目的：得到強(qiáng)度、塑性、和韌性都較好的綜合機(jī)械性能。硬度械性能。硬度HRC1535左右。左右。目的：得到高彈性極限具有一定的韌性，硬度目的：得到高彈性極限具有一定的韌性，硬度HRC3550左右，主要用于各類彈簧處置。左右，主要用于各類彈簧處置。二、中溫回火二、中溫回火回火溫度為回火溫度為350500，保溫后空冷。得到回，保溫后空冷。得到回火屈氏體組織，火屈氏體組織，三高溫回火三高溫回火回

45、火溫度為回火溫度為500650，保溫后空冷，得到，保溫后空冷，得到回火索氏體組織?；鼗鹚魇象w組織。調(diào)質(zhì)處置廣泛的用于各種重要的構(gòu)造件，特別是調(diào)質(zhì)處置廣泛的用于各種重要的構(gòu)造件，特別是在交變負(fù)荷下任務(wù)的連桿、螺栓、齒輪及軸類。在交變負(fù)荷下任務(wù)的連桿、螺栓、齒輪及軸類。重要概念：調(diào)質(zhì)處置簡(jiǎn)稱調(diào)質(zhì)：淬火加高重要概念：調(diào)質(zhì)處置簡(jiǎn)稱調(diào)質(zhì)：淬火加高溫回火相結(jié)合的熱處置。溫回火相結(jié)合的熱處置。第五節(jié)第五節(jié) 鋼的外表淬火鋼的外表淬火外表淬火：利用快速加熱安裝將工件外表迅速加外表淬火：利用快速加熱安裝將工件外表迅速加熱至淬火溫度，而不等熱量傳至中心，便立刻進(jìn)熱至淬火溫度，而不等熱量傳至中心，便立刻進(jìn)展淬火冷卻的

46、一種熱處置工藝方法。展淬火冷卻的一種熱處置工藝方法。目的：組織上，使表層被淬硬為馬氏體，而心部目的：組織上，使表層被淬硬為馬氏體，而心部仍為未淬火的組織退火、正火、調(diào)質(zhì)形狀的組仍為未淬火的組織退火、正火、調(diào)質(zhì)形狀的組織。性能上，使鋼的外表具有高的強(qiáng)度、硬度、織。性能上，使鋼的外表具有高的強(qiáng)度、硬度、高耐磨性和疲勞極限，而心部仍堅(jiān)持足夠的塑性高耐磨性和疲勞極限，而心部仍堅(jiān)持足夠的塑性和韌性。和韌性。方法：感應(yīng)加熱外表淬火、火焰加熱外表淬火、方法：感應(yīng)加熱外表淬火、火焰加熱外表淬火、電阻加熱外表淬火等。電阻加熱外表淬火等。運(yùn)用：改動(dòng)和彎曲等交變負(fù)荷、沖擊負(fù)荷下任務(wù)運(yùn)用：改動(dòng)和彎曲等交變負(fù)荷、沖擊負(fù)

47、荷下任務(wù)的零件，外表接受著比心部高的應(yīng)力需求強(qiáng)化鋼的零件，外表接受著比心部高的應(yīng)力需求強(qiáng)化鋼材的外表，使其具有高強(qiáng)度、高硬度，或外表有材的外表，使其具有高強(qiáng)度、高硬度，或外表有摩擦的場(chǎng)所。如：齒輪、凸輪、曲軸頸、軋輥等。摩擦的場(chǎng)所。如：齒輪、凸輪、曲軸頸、軋輥等。一感應(yīng)加熱的根本原理一感應(yīng)加熱的根本原理把鋼件放在空心銅管繞制的感應(yīng)把鋼件放在空心銅管繞制的感應(yīng)圈中，在感應(yīng)圈中通入一定頻率圈中，在感應(yīng)圈中通入一定頻率的交電流，于是工件中就感應(yīng)出的交電流，于是工件中就感應(yīng)出同頻率的感應(yīng)電流，感應(yīng)電流在同頻率的感應(yīng)電流，感應(yīng)電流在工件中自成回路，這種電流分布工件中自成回路，這種電流分布不均勻，有不均勻

48、，有“集膚效應(yīng)集膚效應(yīng)，即工，即工件外表電流密度大，心部幾乎等件外表電流密度大，心部幾乎等于零，由于鋼件本身有電阻使工于零，由于鋼件本身有電阻使工件外表迅速加熱到淬火溫度，而件外表迅速加熱到淬火溫度，而心部仍接近室溫，然后迅速噴水心部仍接近室溫，然后迅速噴水淬火冷卻使表層淬硬。淬火冷卻使表層淬硬。一、感應(yīng)加熱外表淬火一、感應(yīng)加熱外表淬火3、工頻淬火，頻率在、工頻淬火，頻率在50HZ，用于大直徑鋼材的，用于大直徑鋼材的穿透加熱及淬硬層深的大工件的外表淬火，如軋穿透加熱及淬硬層深的大工件的外表淬火，如軋輥和火車(chē)車(chē)輪，可以獲得輥和火車(chē)車(chē)輪，可以獲得10-15mm以上的硬化層。以上的硬化層。消費(fèi)上根據(jù)

49、零件的尺寸和硬化層深度的要求選擇感消費(fèi)上根據(jù)零件的尺寸和硬化層深度的要求選擇感應(yīng)加熱的電流頻率。根據(jù)電流頻率，分三類：應(yīng)加熱的電流頻率。根據(jù)電流頻率，分三類：1、高頻淬火，頻率在、高頻淬火，頻率在200000300000HZ，用于，用于中小零件，如小模數(shù)齒輪，中小型軸類件，可得中小零件，如小模數(shù)齒輪，中小型軸類件，可得到到0.5-2.5mm的硬化層的硬化層2、中頻淬火，頻率在、中頻淬火，頻率在25008000HZ，用于淬硬，用于淬硬層較深的零件，模數(shù)較大的齒輪和直徑較大的軸層較深的零件，模數(shù)較大的齒輪和直徑較大的軸類件，可以獲得類件，可以獲得3-6mm的硬化層。的硬化層。 5. 消費(fèi)率高，淬硬

50、層易控制，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和消費(fèi)率高，淬硬層易控制，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，適用于大批量消費(fèi)。自動(dòng)化，適用于大批量消費(fèi)。一感應(yīng)加熱外表淬火的特點(diǎn)一感應(yīng)加熱外表淬火的特點(diǎn)1. 加熱速度極快，奧氏體轉(zhuǎn)變溫度范圍擴(kuò)展加熱速度極快，奧氏體轉(zhuǎn)變溫度范圍擴(kuò)展 ，轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)變所需時(shí)間短。變所需時(shí)間短。2. 加熱時(shí)間短，奧氏體不易長(zhǎng)大，淬火后外表得加熱時(shí)間短，奧氏體不易長(zhǎng)大，淬火后外表得到極細(xì)的隱晶馬氏體，硬度比普通淬火高到極細(xì)的隱晶馬氏體，硬度比普通淬火高HRC2-3度。度。3. 疲勞強(qiáng)度高。由于馬氏體轉(zhuǎn)變，外表產(chǎn)生剩疲勞強(qiáng)度高。由于馬氏體轉(zhuǎn)變，外表產(chǎn)生剩余壓應(yīng)力，提高了疲勞強(qiáng)度。余壓應(yīng)力，提高了疲勞強(qiáng)度。4. 加熱

51、速度快，無(wú)保溫時(shí)間，鋼件外表不易氧化、加熱速度快，無(wú)保溫時(shí)間，鋼件外表不易氧化、脫碳；心部未加熱，變形小。脫碳；心部未加熱，變形小。缺陷：設(shè)備昂貴，不適用于單件消費(fèi)。缺陷：設(shè)備昂貴，不適用于單件消費(fèi)。運(yùn)用鋼材：中碳鋼運(yùn)用鋼材：中碳鋼40、45、50號(hào)鋼和中碳合金號(hào)鋼和中碳合金鋼鋼40Cr、40MnB。提高含碳量添加淬硬層硬度，。提高含碳量添加淬硬層硬度，降低心部塑性、韌性，并添加淬火開(kāi)裂傾向。降低降低心部塑性、韌性，并添加淬火開(kāi)裂傾向。降低含碳量，降低外表淬硬層硬度和耐磨性。外表淬火含碳量，降低外表淬硬層硬度和耐磨性。外表淬火前常進(jìn)展預(yù)先熱處置，如正火、調(diào)質(zhì)，目的是提高前常進(jìn)展預(yù)先熱處置，如正

52、火、調(diào)質(zhì)，目的是提高心部的綜合機(jī)械性能。心部的綜合機(jī)械性能。普通工藝道路：下料普通工藝道路：下料鍛造鍛造 正火或退火正火或退火 機(jī)械機(jī)械粗加工粗加工調(diào)質(zhì)處置調(diào)質(zhì)處置機(jī)械精加工機(jī)械精加工感應(yīng)感應(yīng)加熱外表淬火加熱外表淬火低溫回火低溫回火 磨削加工。磨削加工。感應(yīng)加熱外表淬火技術(shù)條件略感應(yīng)加熱外表淬火技術(shù)條件略二、火焰加熱外表淬火二、火焰加熱外表淬火用乙炔用乙炔-氧或煤氣氧或煤氣-氧混合氣體熄滅得到的高溫火焰氧混合氣體熄滅得到的高溫火焰放射到工件的外表，當(dāng)工件的外表的溫度到達(dá)淬放射到工件的外表，當(dāng)工件的外表的溫度到達(dá)淬火溫度，噴水快冷，獲得外表層硬度和淬硬層深火溫度，噴水快冷，獲得外表層硬度和淬硬層

53、深度的一種外表淬火方法。如圖：度的一種外表淬火方法。如圖：特點(diǎn)：方法簡(jiǎn)單、無(wú)需特點(diǎn)：方法簡(jiǎn)單、無(wú)需特殊設(shè)備，適用于單件特殊設(shè)備，適用于單件小批消費(fèi)，如大型零件、小批消費(fèi)，如大型零件、大模數(shù)齒輪的部分淬火。大模數(shù)齒輪的部分淬火。其缺陷質(zhì)量難以控制。其缺陷質(zhì)量難以控制?；瘜W(xué)熱處置：將金屬工件放入含有某種活性原子化學(xué)熱處置：將金屬工件放入含有某種活性原子的化學(xué)介質(zhì)中，經(jīng)過(guò)加熱和保溫，使介質(zhì)中的活的化學(xué)介質(zhì)中，經(jīng)過(guò)加熱和保溫，使介質(zhì)中的活性原子被吸收、分散滲入工件一定深度的表層，性原子被吸收、分散滲入工件一定深度的表層，改動(dòng)表層的化學(xué)成份和組織，并獲得與心部不同改動(dòng)表層的化學(xué)成份和組織，并獲得與心部不

54、同的性能的熱處置工藝。與普通熱處置不同，不僅的性能的熱處置工藝。與普通熱處置不同，不僅有組織變化，同時(shí)也有表層成分的變化。有組織變化，同時(shí)也有表層成分的變化。第六節(jié)第六節(jié) 鋼的化學(xué)熱處置鋼的化學(xué)熱處置種類：滲碳，滲氮、滲硼、滲金屬等種類：滲碳，滲氮、滲硼、滲金屬等某種元素滲入工件外表的條件：某種元素滲入工件外表的條件：1.鋼具有吸收滲入活性原子的才干。該原子能溶入鋼具有吸收滲入活性原子的才干。該原子能溶入鐵晶格中構(gòu)成固溶體，在鐵中有一定的溶解度，鐵晶格中構(gòu)成固溶體，在鐵中有一定的溶解度，或與鐵有較強(qiáng)親和力構(gòu)成化合物?；蚺c鐵有較強(qiáng)親和力構(gòu)成化合物。1.將工件加熱到一定溫度，使之有利于溶入活性原將

55、工件加熱到一定溫度，使之有利于溶入活性原子或與之構(gòu)成化合物。子或與之構(gòu)成化合物。 2. 利用化合物分解或離子轉(zhuǎn)化得到滲入元素活性利用化合物分解或離子轉(zhuǎn)化得到滲入元素活性原子。原子。 3.活性原子吸附，溶入鋼件表層，并在保溫過(guò)程活性原子吸附，溶入鋼件表層，并在保溫過(guò)程中由表層向內(nèi)中由表層向內(nèi) 分散，構(gòu)成一定層深的分散層。分散，構(gòu)成一定層深的分散層。 2.滲入元素的原子必需是具有化學(xué)活性的活性滲入元素的原子必需是具有化學(xué)活性的活性原子，處于高能形狀，能抑制鋼件外表鐵原子原子，處于高能形狀，能抑制鋼件外表鐵原子的結(jié)合力，滲入鋼件表層。的結(jié)合力，滲入鋼件表層。下面重點(diǎn)引見(jiàn)滲碳和氮化。下面重點(diǎn)引見(jiàn)滲碳和

56、氮化?；瘜W(xué)熱處置的根本過(guò)程：化學(xué)熱處置的根本過(guò)程：主要運(yùn)用的鋼材：心部要求不高，尺寸較小的滲主要運(yùn)用的鋼材：心部要求不高，尺寸較小的滲碳件常用低碳鋼碳件常用低碳鋼15、20號(hào)鋼或低碳合金鋼號(hào)鋼或低碳合金鋼15Cr、20Cr。要求較高，尺寸較大的零件那么用。要求較高，尺寸較大的零件那么用20CrMnTi、 20MnVB等制造。等制造。低碳鋼能滿足心部韌性，但外表硬度低，不耐磨；低碳鋼能滿足心部韌性，但外表硬度低，不耐磨；高碳鋼，熱處置后外表硬度高，耐磨，但心部韌高碳鋼，熱處置后外表硬度高，耐磨，但心部韌性太差，低碳鋼滲碳淬火后能很好的滿足要求。性太差，低碳鋼滲碳淬火后能很好的滿足要求。一、鋼的滲

57、碳一、鋼的滲碳一滲碳的目的及用鋼一滲碳的目的及用鋼目的：向鋼的表層滲入碳原子，表層具有高的含目的：向鋼的表層滲入碳原子，表層具有高的含碳量，經(jīng)熱處置后表層具有高硬度和耐磨性，而碳量，經(jīng)熱處置后表層具有高硬度和耐磨性，而心部仍堅(jiān)持一定強(qiáng)度及較高的韌性和塑性。心部仍堅(jiān)持一定強(qiáng)度及較高的韌性和塑性。二滲碳方法：二滲碳方法：滲碳劑：滲碳用的介質(zhì)。滲碳劑：滲碳用的介質(zhì)。根據(jù)滲碳劑的不同，滲碳方法分為：氣體滲碳、根據(jù)滲碳劑的不同，滲碳方法分為：氣體滲碳、液體滲碳、固體滲碳。液體滲碳、固體滲碳。1、氣體滲碳、氣體滲碳將工件置于密封的加熱將工件置于密封的加熱爐中，通入氣體滲碳劑爐中，通入氣體滲碳劑，在，在90

58、0950加熱、加熱、保溫、使鋼件外表層進(jìn)保溫、使鋼件外表層進(jìn)展?jié)B碳。展?jié)B碳。常用的滲碳劑有煤油、常用的滲碳劑有煤油、甲醇等液體，在高溫下甲醇等液體，在高溫下反響生成活性碳原子。反響生成活性碳原子。2. 固體滲碳將工件置于周?chē)顫M固體滲碳劑的箱固體滲碳將工件置于周?chē)顫M固體滲碳劑的箱中，加蓋密封后送入爐中加熱到中，加蓋密封后送入爐中加熱到900-950，保溫足，保溫足夠時(shí)間到達(dá)滲碳層深度后出爐夠時(shí)間到達(dá)滲碳層深度后出爐常用的固體滲碳劑由木炭粒和催滲劑組成常用的固體滲碳劑由木炭粒和催滲劑組成氣體滲碳消費(fèi)率高、勞動(dòng)氣體滲碳消費(fèi)率高、勞動(dòng)條件好、滲碳質(zhì)量易控制，條件好、滲碳質(zhì)量易控制，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自

59、動(dòng)化，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，運(yùn)用廣。固體滲碳時(shí)間長(zhǎng)，運(yùn)用廣。固體滲碳時(shí)間長(zhǎng)，消費(fèi)率低、勞動(dòng)條件差、消費(fèi)率低、勞動(dòng)條件差、滲碳質(zhì)量不易控制，但設(shè)滲碳質(zhì)量不易控制，但設(shè)備工藝簡(jiǎn)單，適宜單件小備工藝簡(jiǎn)單，適宜單件小批消費(fèi)。液體滲碳淘汰。批消費(fèi)。液體滲碳淘汰。主要思索的兩個(gè)工藝參數(shù)：主要思索的兩個(gè)工藝參數(shù)：2 滲碳時(shí)間：由滲層深度決議。時(shí)間越長(zhǎng)，滲滲碳時(shí)間：由滲層深度決議。時(shí)間越長(zhǎng)，滲層越深。層越深。1. 滲碳溫度滲碳溫度滲碳溫度選擇原那么：一方面有利于鋼包容更滲碳溫度選擇原那么：一方面有利于鋼包容更多碳原子和碳原子的分散，應(yīng)在較高溫度奧氏多碳原子和碳原子的分散，應(yīng)在較高溫度奧氏體區(qū)進(jìn)展；另一方面，又不能使晶粒粗大，性體區(qū)進(jìn)展；另一方面，又不