热处理PPT课件

热处理工艺都是由加热、保温和冷却三个阶段所组 成的。因此，热处理工艺过程可用“温度—时间” 为坐标的曲线图表示，此曲线称为热处理工艺曲线。
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第四章 钢的热处理
钢材整个生产过程中的热处理，包括钢锭的热处理， 压力加工过程中的和成品的热处理。钢锭的热处理 主要是不同温度下的退火。钢材的热处理可依工艺 性能和使用性能要求不同而异。例如各种钢材常须 进行正火处理，以获得细而均匀的组织和较好的综 合机械性能。高强度调质钢材则常进行淬火回火处 理，以保证达到要求的机械性能。不锈钢板与钢带， 大多数进行固镕处理以改善其耐蚀性。热锻（轧)钢 材可根据用户的要求来决定产品的热处理工艺。冷 拉(轧)钢材需进行坯料热处理、中间热处理和成品 热处理。
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第一节 钢在加热和冷却时的组织转变

过冷到550℃~350℃之间的转变组织为上贝氏
体半扩散型（Ｂ上），Fe不扩散，羽毛状碳化物分
பைடு நூலகம்
布在F间，韧性差，过冷到350℃~MS之间的转变组
织为下贝氏体（Ｂ下） ，C原子有一定的扩散能力，
针状碳化物分布在F内，韧性高，综合机械性能好。
③低温转变产物 共析钢奥氏体过冷到 Ms230℃~Mf-50℃之间的转变产物,马氏体（M） 组织。是含碳过饱和的α —固溶体。由于马氏体中 溶入过多的碳使晶格严重扭曲，从而增加了变形抗 力，所以马氏体具有很高的硬度。含碳量越高其硬 度越大。马氏体是单相亚稳定的组织。
当珠光体向奥氏体转变刚刚完成时，奥氏体的晶粒 是比较小的。这是由于珠光体内铁素体和渗碳体的 相界面很多，有利于形成数目众多的奥氏体晶核。 但是随着加热温度的升高，保温时间的延长，奥氏 体晶粒会自发地长大，它是通过晶粒之间的相互吞 并来完成的。加热温度越高，保温时间越长，奥氏 体晶粒越大。
钢在具体加热条件下获得的奥氏体晶粒大小，称为 奥氏体的实际晶粒。其大小对冷却转变后钢的性能 有明显的影响。因此，钢在加热时，为了获得细小 而均匀的奥氏体晶粒，必须严格控制加热温度和保 温时间。
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第四章 钢的热处理
退火
普通热处理
正火 淬火
回火
热处理
表面热处理
感应加热淬火 表面淬火 火焰加热淬火
化学热处理
渗碳 氮化 碳氮共渗及其它4
第四章 钢的热处理
Fe—Fe3C状态图A1、A3、Acm线是反映不同碳 的质量分数的钢在缓慢冷却时的相变温度，在实际 生产中，加热和冷却不能很缓慢，总有不同程度的 相变滞后现象，即加热时实际转变温度高于平衡温 度，冷却时实际转变温度又低于平衡温度（过冷、 过热）。通常用Ac1、Ac3和Accm表示加热时滞后的转 变温度；用Ar1、Ar3和Arcm表示冷却时滞后的转变温 度。
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第一节 钢在加热和冷却时的组织转变
一、钢在加热时的组织转变
由Fe—Fe3C状态图可知，钢加热至稍高于727°C(PSK线或A1线) 时，将发生珠光体向奥氏体的转变。这种转变过程伴随着铁原子和碳原 子的扩散，所以其转变过程属于一种扩散型的转变。
以共析钢为例，分析奥氏体形成的过程。其基本过程可描述为四个步 骤
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第一节 钢在加热和冷却时的组织转变
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第一节 钢在加热和冷却时的组织转变
二、钢在冷却时的组织转变
钢经加热获得奥氏体组织后，如在不同的冷却条件 下冷却，最后可使钢获得不同的力学性能。例如用45 钢制造的直径为15mm的轴，经840°C加热后，若在 空气中冷却，其表面硬度小于HBS209；若在油中冷 却，其表面硬度可达HRC45左右；若在水中冷却， 其表面硬度可达HRC65左右。为了解这些差别的原 因，必须了解奥氏体在冷却过程中的组织变化规律。
⒈奥氏体晶核的形成
奥氏体晶核易于在铁素体与渗碳体的交界面形成
⒉奥氏体的长大
由于渗碳体的晶体结构和含碳量都与奥氏体相差很大，故在铁素体全部消 失后，仍有部分渗碳体尚未溶解。随着时间的延长，残余渗碳体继续向 奥氏体中溶解，直至完全消失。
⒊残余渗碳体的溶解
奥氏体晶核形成后，它一方面与渗碳体相接，另一方面与铁素体相接，
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第一节 钢在加热和冷却时的组织转变
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第一节 钢在加热和冷却时的组织转变
⒉共析钢过冷奥氏体等温转变产物 ①高温转变产物 共析钢奥氏体过冷到727~550°C
之间等温转变产物属于珠光体型组织，都是由铁素 体和渗碳体的层片组成的机械混合物。过冷度越大， 片层越薄，硬度也越高。 珠光体(P)—过冷到727~650°C之间的转变产物 索氏体(S)—过冷到650~600°C之间的转变产物 屈氏体(T)—过冷到600~550°C之间的转变产物 ②中温转变产物产物 共析钢奥氏体过冷到 650℃~600℃之间等温转变产物,属于贝氏体型组织 (B),是由含碳过量的铁素体和微小的渗碳体混合而 成。贝氏体比珠光体具有更高的硬度。
⒈两种冷却方式
①连续冷却 使加热到奥氏体的钢在温度连续下降的 过程中发生组织转变。
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第一节 钢在加热和冷却时的组织转变
•②等温冷却 使加热到奥氏体的钢，先以较快的速 度冷却到A1(727°C)线以下一定温度，这时奥氏体 尚未转变，成为过冷奥氏体，然后进行保温，使奥 氏体在等温下发生组织转变，转变完成后，再冷却 到室温。 •过冷奥氏体在不同过冷度下的等温过程中转变温度、 转变时间与转变产物（转变开始及终了）的关系曲 线图称为等温转变图，也称为C曲线或TTT曲线图。 在C曲线上可以了解到不同温度下的转变产物，因此， 它是一种用来研究冷却过程中奥氏体不平衡转变的 重要工具。
奥氏体中的含碳量是不均匀的，存在着碳的浓度梯度。随着碳的扩散，
铁素体向奥氏体转变，渗碳体不断溶解。
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⒋奥氏体的均匀化 渗碳体刚刚消失时，奥氏体中的碳浓度仍是不均匀的。原来渗碳体 处的含碳量高，而原来铁素体处的含碳量低，需要一定的保温时间， 通过碳原子的进一步扩散，才能使奥氏体中含碳量逐渐均匀。
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第一节 钢在加热和冷却时的组织转变
第四章 钢的热处理
钢的热处理是将钢在固态下加热到一定温度进行必 要的保温，然后以适当的冷却速度冷却以改变钢的 组织和结构，从而获得所需要机械性能的方法。
通过热处理，可以提高钢的强度和硬度，改善钢的 塑性和韧性等。因此，许多重要零件要进行热处理。 例如，机床上有80%左右的零件要进行热处理，刀 具、量具和模具全部要进行热处理。