哈工大本科金属学及热处理复习课件 (3)钢在加热和冷却时候的转变
哈工大金属学与热处理上课课件10
△GS ---形成马氏体时所增加的界面能 (阻力,较小)
△Ge---形成奥氏体时所增加的应变能
马氏体转变
马氏体转变
2. 马氏体转变晶体学特点:
(1)无扩散性:
碳浓度完全相同; 过冷度大; 转变速度极快
(-20~-195℃之间,5×10-5~ 5×10-7 S)
马氏体转变
马氏体定义: 碳溶于α-Fe中的过饱和间隙固溶体,记为M。
(1895年法国人F.Osmond为纪念德国冶金学家A.Martens)
马氏体的晶体结构: 体心正方晶格
马氏体转变
马氏体正方度:
正方度: 轴比 c/a 称为马氏体的正方度.取决于含碳量. 表示马氏体中碳的过饱和程度.
板条马氏体
马氏体转变 马氏体的性能
C. 比容大;电阻高; 具有铁磁性和高矫顽力。
马氏体转变 马氏体的性能特点
a. 高硬度和高强度; b. 高的塑、韧性--板条马氏体;
脆性较大--片状马氏体; C. 比容大;电阻高; 具有铁磁性和高矫顽力。
马氏体转变
四、马氏体转变特点:
1、马氏体转变热力学特点
马氏体形成的热力学条件----△G < 0 奥氏体形成时系统总的自由能变化为 △G = △GV + △GS + △Ge
<111>α’‖<110>γ N关系:
(Nishiyama)
{110}α’‖{111}γ;
<110>α’‖<211>γ
惯习面: 马氏体在奥氏体特定晶
面上形成,称为~. Wc≤0.5%----{111}γ 0.5 %≤ Wc≤1.4%-- {225}γ Wc ≥ 1.4%---- {259}γ
哈工大,金属学与热处理课件,绪论
2
绪 论
(一)材料的定义及分类
• 按应用领域,材料可以分为:电子材料,航空航 天材料,核材料,建筑材料,能源材料,生物材 料等。 • 按使用用途,材料可以分为:结构材料和功能材 料。 • 按先进性,材料可以分为:传统材料和新材料 (先进材料)。
3
绪 论
(二)材料的发展与人类的进步
材料的发展是人类进步程度的重要标志, 是人类社会发展的里程碑。 • 一百万年以前,人类开始进入旧石器时代,可以 用石头作工具。 • 一万年以前,人类开始进入新石器时代,将石头 加工成器皿和工具,在8000年前,开始人工烧成 陶器,用于器皿和装饰品。
22
绪 论
(六)金属学及热处理的发展概况
近代的理论科学阶段 近几十年来,以马氏体相变为核心的固态相变 理论得到了迅速发展,固态相变理论日臻成熟。成 熟的热处理工艺已经广泛应用于工业领域,并且随 着金属物理的发展和其它新技术的移植应用,各种 先进的热处理技术不断出现并得到应用。
23
绪 论
(七)本课程的任务及在科研生产中的地位
绪 论
(四)材料科学与技术发展的重点
• 开发先进材料---材料制备新技术的开发;新材料 的设计与制备。 • 改进现有材料---传统材料的改性;先进复合材料 的研制。 • 材料的应用---材料的应用要考虑的主要因素有: 材料的使用性能;材料的使用寿命及可靠性;材 料制备、加工与使用期间与环境的适应性;价 格。
9
绪 论
(三)材料科学与工程的内涵
材料科学与工程就是研究有关材料的组成、结构、 制备与加工工艺、材料性能与使用效能以及他们之 间的关系.
性质 效能 成分 受环境影响 (气氛、温度、受力) 组织结构
合成/制备
性质
金属学与热处理(哈工大版)第三版 钢在加热和冷却时的转变
一、概述1、热处理:将钢在固态下加热到预定的温度,保温一定的时间,然后以预定的方式冷却到室温的一种热加工工艺(1)目的:细化晶粒、消除偏析、降低内应力,使组织和性能更加均匀(2)预备热处理:热加工后为随后冷拔、冷冲压和切削加工或最终热处理作好组织准备的热处理(3)热处理原理:钢的加热转变、P转变、M转变、B转变和回火转变2、钢的临界温度:A1、A3、A cm(过冷度和过热度)(1)A c1:加热时P向A转变的开始温度A r1:冷却时A向P转变的开始温度(2)A c3:加热时先共析F全部融入A的终了温度A r3:冷却时A开始析出先共析F的温度(3)A ccm:加热时Fe3C II全部溶入A的终了温度A rcm:冷却时A开始析出Fe3C II温度二、珠光体转变1、P转变:过冷A在临界温度A1以下比较高的温度范围内进行转变(1)实质:单相A分解为F和Fe3C两个新相的机械混合物的相变过程(2)扩散型相变:碳的重新分布和铁的晶格改组2、组织形态和机械性能(1)片状珠光体:由片层相间的F和Fe3C片组成P的片间距(S0):相邻两片F或Fe3C之间的距离→P形成时的过冷度(越大、越小)一般片状珠光体:在光学显微镜下能明显分辨出F和Fe3C层片状组织形态S(细片状P):只能在高倍光学显微镜下才能分辨出F和Fe3C层片状组织形态T(极细P):只能在电子显微镜下才能分辨出F和Fe3C层片状组织形态机械性能:片间距和P团的直径片间距和直径越小,强度和硬度越高;片间距减小能提高塑性(2)粒状珠光体:F基体上分布着粒状Fe3C的组织球化退火或淬火后经过中、高温回火得到机械性能:Fe3C颗粒的大小、形态和分布Fe3C颗粒越细(相界面越多),强度和硬度越高碳化物接近等轴状、分布越均匀,韧性越好**成分相同,粒状P比片状P硬度稍低,但塑性较好;硬度相同,粒状P比片状P具有良好的拉伸性能;粒状P具有较好的切削加工性能、冷成型性能及淬火工艺性能3、珠光体形成过程:(1)片状P:形核(A晶界或相界面),长大(受碳的扩散控制)晶格重构是由Fe原子自扩散完成(2)粒状P:淬火组织回火、过冷A直接分解;冷却速度的大小和等温温度的高低三、马氏体转变1、M转变:钢从A状态快速冷却,抑制其扩散性分解,在低于Ms点下发生的转变(1)实质:低温转变,非扩散性相变(Fe的晶格改组通过切边方式完成)(2)M:碳在α-Fe中的过饱和固溶体,具有很高的硬度和强度2、M的组织形态(1)板条M(位错M):由许多成群、相互平行排列的板条所组成空间形态:扁条状,小角晶界相间低、中碳钢、M时效钢、不锈钢亚结构:高密度位错位错胞:位错分布不均相互缠结,形成胞状亚结构(2)片状M(针状M):大量显微裂纹(增加高碳钢脆性)空间形态:双凸透镜状,光学显微镜下呈针状或竹叶状最大尺寸:取决于原始A晶粒大小→隐晶M(光学显微镜无法分辨)亚结构:孪晶(孪晶M)细微孪晶区(3)影响M形态的因素:M的形成温度(A的化学成分,即碳和合金元素的含量)板条M:200℃以上;片状M:200℃以下碳浓度越高,板条M越少,片状M越多:降低Ms的合金元素促进片状M形成Ms以上不太高温度进行塑性变形,增加板条M的数量3、M的晶体结构:正方度(轴比c/a,表示碳的过饱和程度,取决于M的质量分数)4、M的性能:(1)M的硬度和强度:硬度取决于M的含碳质量分数;合金元素影响强度固溶强化、相变强化、时效强化、晶界强化(原始A晶粒大小及板条M束大小)(2)M的塑性和韧性:取决于含碳质量分数、组织形态和内部的亚结构片状M 硬而脆;板条M 具有较高的强度、硬度以及相当高的塑性、韧性(3)M 的物理性质:铁磁性,高的矫顽力,高电阻率等5、M 转变的特点:(1)热力学特点:)(e S V G G G G ∆+∆+∆=∆,相变驱动力与表面能和弹性应能之和(2)晶体学特点:无扩散性,切变性,共格性,严格的位向关系和惯习面(3)动力学特点:M 的降温转变,A 的稳定化(热稳定化和机械稳定化(两种))(4)M 转变的可逆性:A 可以在冷却时转变为M ,M 重新加热又能形成A四、贝氏体转变1、B 转变(中温转变):介于珠P 和M 转变之间的一种转变既具有P 转变又具有M 转变的某些特征2、B 的组织形态:(1)上B :成束分布、平行排列的F 和夹于其间的断续的条状Fe 3C 的混合物羽毛状,亚结构是位错(2)下B :由含碳过饱和的片状F 和其内部沉淀的碳化物组成的机械混合物空间形态呈双凸透镜状,光学显微镜下呈黑色针状或竹叶状,亚结构是位错(3)粒状B :形成于上B 转变区上限温度范围内,无论如何冷却都可有粒状B 的形成 分解为F 和碳化物形成P ;发生M 转变;富碳的A 全部保留亚结构是位错(密度不大)3、B 的机械性能:取决于B 的组织形态(1)上B :强度和硬度较低,冲击韧性较低(2)下B :良好的综合力学性能(等温淬火工艺得到)(3)粒状B :良好的强韧性(复相强化作用)4、B 转变的特点:(1)B 转变的热力学特点:)(e S V G G G G ∆+∆+∆=∆(2)B 转变的晶体学特点:F 通过切变结构形成;一定的位向关系和惯习面(3)B 转变的动力学特点:F 的形成和碳化物的析出5、魏氏组织:从A 晶界上生长出来的F 或Fe 3C 近乎平行,呈羽毛状或三角形,其间存在着P 的组织,这种组织称为魏氏组织(1)形成:魏氏组织中的F 按B 切变共格机理形成,相当于无碳B (易出现在过热钢中)(2)影响:常伴随A 晶粒粗大,使钢的机械性能尤其是塑性、韧性显著降低(3)消除方法:细化晶粒的正火、退火以及锻造等,严重可采用二次正火五、钢在加热中的转变1、奥氏体化过程:钢加热获得A 的转变过程(1)热力学条件:)(e S V G G G G ∆+∆+∆=∆→A 的自由能低于P 的自由能(2)A 形成过程:形核、长大、剩余Fe 3C 溶解和A 均匀化形核:优先在F 和Fe 3C 的相界面上形成(浓度起伏、结构起伏、能量起伏) 长大:形核后便开始长大,F 向A 转变速度远大于Fe 3C 溶解速度剩余Fe 3C 溶解:趋于共析成分A 均匀化:均匀的单相A(3)A 形成速度:P 向A 转变开始、结束,剩余Fe 3C 溶解完毕,A 均匀化完成 孕育期:共析钢加热到A c1以上某一温度等温,A 并不是立即出现,而是需要保温一段时间才开始形成A 形核、长大阶段所需时间较短,剩余Fe 3C 溶解所需时间较长,A 均匀化更长(4)影响A 形成速度的因素:加热温度,原始组织,化学成分加热温度:加快扩散;增加自由能差原始组织:原始组织越细小,相界面积越大,A 形成越快化学成分影响:碳的质量分数,合金元素(扩散速度、临界温度、不均匀分布)2、A 的晶粒大小及其影响因素(1)A 的晶粒度:起始晶粒度,实际晶粒度,本质晶粒度起始晶粒度:A 转变刚刚完成,其晶粒边界刚刚相互接触时的A 晶粒大小(N/G ) 实际晶粒度:钢在某一具体的热处理或热加工条件下获得的A 的实际晶粒大小 本质晶粒度:根据标准试验方法,在(930±10)℃保温3~8 h 后测得的A 晶粒大小 本质晶粒度表示钢在一定条件下A 晶粒长大的倾向性(本质粗晶粒钢、本质细晶粒钢),与炼钢的脱氧方法和钢的化学成分有关(2)影响A 晶粒长大的因素:升温或保温过程中A 晶粒长大的倾向加热温度和保温时间,加热速度,质量分数,合金元素影响3、过冷A(临界温度A1以下处于不稳定状态的A称为过冷A)等温转变:C曲线(1)过冷A等温转变曲线建立:膨胀法,磁性法,金相硬度法(2)过冷A等温转变曲线分析:A1以上是A稳定区;Ms至M f为M转变区(3)影响A等温转变曲线因素:含碳质量分数,合金元素,A状态,4、过冷A连续冷却转变:CCT图(1)过冷A连续冷却转变曲线建立:膨胀法,金相法,热分析法(2)过冷A连续冷却转变曲线分析:只有P和M转变区,没有B转变区共析钢和过共析钢没有B转变区(A的碳浓度高使B的孕育期长,连续冷却时来不及进行B转变便冷却至低温),亚共析钢由B转变区上临界冷却速度(临界淬火速度):过冷A连续冷却过程中不发生分解,全部冷至Ms点以下发生M转变的最小冷却速度,v c,P+残余A下临界冷却速度:过冷A全部得到P的最大冷却速度,P+M**过冷A等温转变曲线和连续冷却转变曲线比较:①连续冷却转变过程中过冷A的转变温度低于相应的等温转变时的温度,且孕育期长②等温转变产物为单一的组织;连续冷却转变是在一定的温度范围内进行。
哈工大,金属学与热处理课件,第3章
3.1 二元合金相图的建立
3.1.2 二元相图的测定方法
临界点
上临界点 液相线 固相线 下临界点 临界点
用热分析法制作Cu-Ni二元合金相图过程
3.1 二元合金相图的建立
3.1.2 二元相图的测定方法
上临界点连接线称为液相 线,表示合金结晶开始温 度或加热过程中熔化终了 温度。 下临界点连接线称为固相 线,表示合金结晶终了温 度或加热过程中开始熔化 温度。
因此,固溶体结晶时,始终进行着溶质和溶剂原子 的扩散,包括在液相和固相内部的扩散和通过界面 进行的原子互扩散。 需要有足够长的时间,保证平衡结晶过程充分进行。
3.2 匀晶相图及固溶体的结晶
3.2.2 固溶体合金的平衡结晶过程
(2)固溶体合金的结晶需要一定的温度范围
固溶体合金的结晶需要原子之间的相互扩散。
400 300 200 100 A 20 40 60 w(B) / % 80 B T/℃
3.1 二元合金相图的建立
3.1.2 二元相图的测定方法
• 配制一系列成分不同的合金,测定合金相变点 温度,便可在温度-成分坐标图上得到一系列 坐标点。把各相同意义的点连接成线,这些线 把坐标图划分出一些区,称为相区,标明各区 存在的相名,相图建立完毕。 • 相变点的常用测量方法有:热分析法;膨胀 法;电阻法等。
第3章 二元合金相图及合金的凝固
• 本章的主要学习内容:
二元合金相图的建立; 匀晶相图及固溶体的结晶; 共晶相图及其合金的结晶; 包晶相图及其合金的结晶; 其它类型的二元合金相图; 二元相图的分析和使用; 铸锭的组织与缺陷。
3.1 二元合金相图的建立
3.1.1 二元相图的表示方法
• 合金存在的状态通常由合金的成分、温度和 压力三个因素确定。由于合金的加工处理常 在常压下进行,所以合金的状态可由合金的 成分和温度两个因素决定。 • 对于二元合金,通常用横坐标 表示成分,纵坐标表示温度, 700 600 建立二元合金相图。 •E 500 • 相图中任意一点的坐标值表示 一个合金的成分和温度,如图 中E点表示合金成分w(B)=40%, w(A)=60%,温度为500℃。
(完整版)哈工大崔忠圻老师金属学与热处理课件第八章钢的热处理原理
§ 8-3 钢在冷却时的转变
冷却过程——热处理工艺的关键部 分,对控制热处理以后的组织与性能起 着极大作用,不同的冷却速度获不同的 组织与性能。
1 高温转变产物 ——Fe、C均扩散 亚共析钢: F+P; 共析钢:P; 过共析钢: P+Fe3C ┗ 珠光体类型
化学成分与晶格类型的转变均靠扩散实现 ——扩散类型
Ni,Cu,Mn Ms
τ
强碳化物形成元素W,Mo,V,Ti,Nb 等的影响: 改变C 曲线位置和形态
T
中强碳化物形成 元素Cr 的影响
τ
强碳化物形成元素 W,Mo,V,Ti,Nb 等的影响
② 碳化物形成元素改变 C 曲线位置和形状 Cr、W、Mo、V、Ti、Nb、Zr 等;
③ 对Ms点的影响: Co、Al 使 Ms ↑, 其它合金元素使 Ms↓
2 中温转变产物 ——Fe不扩散,C部分扩散
α(C过饱和的)+Fe3C的机械混合物 ┗ 贝氏体类型( B)
化学成分的变化靠扩散实现 晶格类型的转变非扩散性
——半扩散性
3 低温转变产物 Fe、C均不扩散——非扩散型 得 C 在α-Fe 中的过饱和固溶体 ┗ 马氏体 ——马氏体类型( M)
热处理的两种冷却方式:
当 VC′< V <VC 时, A过冷→P +M
** 实际中由于CCT曲线测量难,可 用TTT曲线代替CCT曲线作定性分析, 判断获得M的难易程度。
** 连续冷却的VC值是等温冷却C曲 线中与鼻点相切的VC的1.5倍,故可用 等温冷却C曲线中VC代替或估算.
四 钢的珠光体转变
1 珠光体的组织形态
α+ Fe3C G′ E′
哈工大金属学与热处理上课课件 .ppt
热 处 理
学习目的
掌握有关金属材料学科的基本概 念、基本原理和基本方法
为合理地选材和制订零件的热加 工工艺规程奠定坚实的基础。
熟悉常用术语和基本概念
学 牢固建立材料的性能决定于材料 习 的组织、结构这一概念 要 求 掌握金属材料主要热加工工艺原
理, 并能制定常规热处理工艺。
考 作业10%+实验10%+期中笔试 核 20%+期末口试60 %
使指材料的 用可加工性 。
性
性能
铸造
能
工 塑性加工
艺
焊接
性 热处理
能 粉末冶金
机械加工
液→固;流动性
使
用
性
性 能
能 工
铸造 塑性加工
液→固;流动性
锻、拉、挤、轧、弯 ; 延展性 ;变形抗力、变 形开裂倾向
艺
焊接
性 热处理
能 粉末冶金
机械加工
使
用
性
性 能
能 工
铸造 塑性加工
液→固;流动性
非金属原子共有电子而 构成大分子材料称为高 分子材料。每个大分子 由许多结构相同的单元 相互连接而成,因此高 分子材料又称为聚合物。 它具有较高的强度、良 好的塑性、较强的耐腐 蚀性、绝缘性和低密度 等优良性能。材料中原子之间的键合特点
金属材料
材
料 的
陶瓷材料
分 类 高分子材料
复合材料
复合材料是由两 种或两种以上材 料组成的,其性 能是它的组成材 料所不具备的。 复合材料可能具 有非同寻常的刚 度、强度、高温 性能和耐蚀性。
组织结构
性能
热加工工艺
铸 造
锻 造
焊 接
热 处 理
组织结构
哈工大金属学与热处理上课课件4.
钢中的残余奥氏体发 生分解,转变为回火
3.残余奥氏体转变 马氏体或下贝氏体
200~300℃
一、淬火钢的回火转变过程
1.马氏体中碳的偏聚 2.马氏体分解 3.残余奥氏体转变
4.碳化物的转变 250~400℃
ε– FexC(X=2~3):密排六方点阵,与马氏体保持共格关
系,{100}M,(0001) ε∥(011)M [1010] ε∥[211]M χ-碳化物( Fe5C2):单斜晶格, 1934年G.Hagg 发现,
4.碳化物的转变
(250-400℃)
5.基体α相的回复、再结晶和碳化物的聚集长大
400~650℃
一、淬火钢的回火转变过程
1.马氏体中碳的偏聚 20~100℃ 马氏体中过饱和的C、N原子向微 观缺陷处偏聚。 M板条:位错线附近--自回火 M片状:垂直于C轴的(100)M晶面上
脱溶: 随温度时间的变化,碳原子偏聚,形 成富碳区及析出碳化物过程
[1010] ε∥[211]M
一、淬火钢的回火转变过程
2.马氏体分解
80~350℃
80~150 ℃:二相式分解 150~350 ℃:连续式分解
一、淬火钢的回火转变过程
一、淬钢火的钢回的火回转火变转变过程
一、淬火钢的回火转变过程
一、淬火钢的回火转变过程
2.马氏体分解
80~350℃
高碳淬火钢在350℃以下回火 时,马氏体分解后形成的由 有一定过饱和度的固溶体 ( α 相)和与其有共格关系 的ε碳化物所组成的组织,称 为回火马氏体
一、淬钢火的钢回的火回转火变转变过程
一、淬钢火的钢回的火回转火变转变过程
一、淬火钢的回火转变过程
2.马氏体分解
80~350℃
哈工大金属学与热处理讲课文档
位错与第二相粒子的交互作用 ——切过机制
本片选自西安交大范群成先生作品 在此表示感谢!
第五十三页,共66页。
位错与第二相粒子的交互作用 ——绕过机制
本片选自西安交大范群成先生作品 在此表示感谢!
第五十四页,共66页。
§5-4 塑性变形对金属组织和性能的影响
一 塑性变形对组织结构影响 1 晶粒变形:等轴状→拉长
→易滑移
→使滑移方向灵活, 可 降低脆性
第二十七页,共66页。
交滑移 多系滑移
单系滑移
不同合金加工硬化效果不同
第二十八页,共66页。
3 滑移系及滑移系数的实际意义 (1) 滑移系
一个滑移面和该面上的一个滑移方向 称为 ~ 。
└ 每种晶格滑移系数目的多少可 用来衡量滑移难易
第二十九页,共66页。
(2)各晶体结构的滑移系 体心立方 (b.c.c)
(2)改善铸态组织,消除铸态缺陷。
第三页,共66页。
§5-1 金属的变形特性
一 金属变形的方式及研究方法
1 方式:弹性变形
塑性变形
断裂
成形 失效
第四页,共66页。
2 研究方法
曲线种类: ① 载荷—变形曲线 ② 真应力—真应变曲线
③ 工程应力—应变曲线 ┗主要研究手段
第五页,共66页。
拉伸过程与拉伸曲线示意
—— τ实 〈〈 τ理的原因 └实际金属强度远小于理想结构金属强度。
第三十八页,共66页。
2 滑移过程中存在位错增殖
背景: 退火态ρ位错≈1010m-2; 冷变形: ρ位错≈1015~1016m-2; —— 位错增殖学说
——下图为Frank-Read位错源增殖机制
位错源
哈工大金属学与热处理课件钢的热处理原理与热处理工艺
是过冷奥氏体在临界温度A1以下较高的温度范 围内进行的转变(共析钢在A1~550℃之间), 又称高温转变。是典型的扩散型相变。
奥氏体γ
A1以下
珠光体P( α+ Fe3C)
体心立方 (bcc) 0.0218%C
面心立方 (fcc) 0.77% C
复杂斜方 6.69%C
§7.4 珠光体转变
相互平行排列的板条
针状或竹叶状 凸透镜状 孪晶 高碳钢 硬而脆
扁条状 高密度的位错 低/中碳钢 强韧性
§7.5马氏体转变
热力学
转变特点
晶体学 动力学
§7.6贝氏体转变
§7.6贝氏体转变
贝氏体
贝氏体转变的主要特点:中温相变 上贝氏体 形成温度: 550 ~ 350℃ 下贝氏体 350℃ ~ Ms
性能: 取决于粒状渗碳体的大 小、形态和分布。具有较高的 强度,较好的切削加工性能( 塑韧性好)及淬火工艺性能。 颗粒越细,强度越高;颗 粒越均匀,韧性越好。
在硬度相同的条件下, P 粒状 比 P片 拉伸性能好
获得:球化退火 、淬火+ 回火
§7.5马氏体转变
§7.5马氏体转变
§7.5马氏体转变
1)片状长大机制
领先相
片状珠光体刚形成时碳的浓度示意图
§7.4 珠光体转变
P粒状比P片拉伸性能比较
片状珠光体形成时成片形成机制示意图
§7.4 珠光体转变
珠光体转变的主要特点
(1)在A1温度以下的高温区进行的相变,对非合金钢 约在550~720℃; (2)是渗碳体和铁素体交替组成的片层状组织,为共 析转变; (3)在渗碳体和铁素体形核和长大的过程中,必须依 靠碳的扩散,是扩散型相变; (4)珠光体的形核率随转变温度的降低而增大,而原 子的扩散随温度的降低而困难,故珠光体转变的 温度—时间曲线呈C字形。
金属学与热处理总复习课件
淬火是将金属加热到一定温度后迅速冷却,以增加硬度和耐磨性的一种工艺方法。
回火是将淬火后的金属加热到一定温度后保温一段时间,然后缓慢冷却,以降低内应力、提高韧性的一种工艺方法。
不同的热处理工艺适用于不同的材料和用途,如刀具、模具、轴承等。
相变是指在热处理过程中,金属材料的内部组织结构发生变化,包括晶体结构的变化和相的转变。
在相变过程中,金属材料的物理和机械性能会发生变化,如硬度和韧性的变化等。
相变是热处理过程中最为重要的物理和化学变化之一,它对金属材料的性能有着至关重要的影响。
了解和控制相变是实现金属材料高性能化的关键之一,也是研究和应用热处理工艺用于电子、能源、通信、医疗等领域,作为传感器、执行器、能源转换器件和医疗设备等的关键元件。
应用领域
05
金属学与热处理的发展趋势
随着航空航天、能源等领域对材料性能要求的提高,高温合金的研发和应用越来越广泛。
高温合金
如钛合金、镁合金等,具有轻质、高强度的特点,在汽车、航空航天等领域有广泛应用。
03
02
01
整个金属由一个晶格结构组成,具有各向异性。
单晶体
由许多单晶体组成,具有各向同性。
多晶体
没有晶格结构,不具有晶体性质。
非晶体
03
加工硬化
塑性变形过程中材料的强度和硬度提高。
01
弹性变形
在外力作用下产生可逆的变形。
02
塑性变形
在外力作用下产生不可逆的变形。
02
热处理原理
热处理的基本原理包括原子排列的变化、相变、晶体结构的变化等。
金属学与热处理总复习课件
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§7.3钢的过冷奥氏体转变曲线
冷却方式
等温冷却
连续冷却
§7.3钢的过冷奥氏体转变曲线
§7.3钢的过冷奥氏体转变曲线
连续冷却转变曲线在右下方
§7.4珠光体转变
珠光体形态
片状:奥氏体分解
粒状:调质处理或者球化退火
§7.4珠光体转变
§7.5马氏体转变
§7.5马氏体转变
§7.5马氏体转变
§7.5马氏体转变
§7.5马氏体转变
晶体结构
性能
体心正方
强度和硬度
比容 固溶强化 时效强化
塑性和韧性
相变强化 细晶强化
原因?
§7.5马氏体转变
热力学
转变特点
晶体学 动力学
§7.6贝氏体转变
§7.6贝氏体转变
§7.6贝氏体转变
魏氏组织
形成条件 消除方法
§7.2钢在加热时的转变
影响碳的扩散---碳化物形成元素 奥氏体形成速度的因素 改变钢的临界点,从而改变过热度 本身扩散系数低,均匀化过程显著减缓。 加热温度 扩散速度,相变驱动力
原始组织
化学成分
形核位置,碳Βιβλιοθήκη 散距离碳,合金元素§7.2钢在加热时的转变
晶粒度
§7.2钢在加热时的转变
起始晶粒度 实际晶粒度 本质晶粒度
第七章钢在加热和冷却时的转变
§7.1概述
§7.2钢在加热时的转变
§7.3钢的过冷奥氏体转变曲线 §7.4珠光体转变 §7.5马氏体转变 §7.6贝氏体转变
§7.1概述
钢的临界点
§7.2钢在加热时的转变
奥氏体形成的热力学条件
G GV GS Ge
§7.2钢在加热时的转变
§7.2钢在加热时的转变