模具零件的热处理

2020/6/11
2、马氏体的组织形态和性能
（2）马氏体的组织形态
（2）马氏体的组织形态
钢中马氏体组织形态主要有两种类型:
①板条状马氏体，也称位错马氏体； （Wc<0.2%——板条状马氏体） ②针片状马氏体，也称孪晶马氏体。 （Wc>1%——针片状马氏体
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2、马氏体的组织形态和性能
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3、贝氏体组织形态和性能
◆过冷奥氏体在550℃~Ms点温度范围内将转变成
贝氏体类型组织。贝氏体用符号字母B表示。根
据贝氏体的组织形态可分为上贝氏体（B上）和 下贝氏体（B下）。
产物名称 转变温度
组织形态
上贝氏体B上 550~350℃
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2、马氏体的组织形态和性能
（1）马氏体的晶体结构
马氏体M是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。
马氏体转变时，奥氏体中的C全部保留在马氏体 中。
体心正方晶格
（a=b≠c）；
c/a——正方度；
M中碳的质量分数
越高，其正方度越
大，晶格畸变越严
重，M的硬度也就 越高。
马氏体晶格示意图
☆共析钢加热到Ac1点相变温度 P（F+Fe3C） A ☆奥氏体形成的四个步骤： 1）奥氏体晶核的形成； A晶核通常在珠光体中F和Fe3C相 界处产生；2）奥氏体晶核长大；3）残余渗碳体的溶解； 4）奥氏体的均匀化
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二、钢在加热时的组织转变
1、奥氏体的形成
亚共析钢——加热
到Ac3以上；
σδ MN/m2 %
≈550 ≈5 ≈870 ≈15 ≈1100 ≈10
HB
≈180 ≈220 ≈270
从表中可以看出，索氏体组织比珠光体细， 所以前者比后者的强度、硬度大，屈氏体组织 更细，因此其强度、硬度就更大(HB300-450)。
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2、马氏体组织形态和性能
当奥氏体以极大的冷却速度过冷 至Ms点以下，(对于共析钢为230℃以 下)时，将转变成马氏体类型组织。 获得马氏体是钢件强化的重要基础。
第三节 钢的热处理及表面处理
一、 概述 二、 钢在加热时的组织转变 三、 钢在冷却时的组织转变 四、 钢的退火与正火 五、 钢的淬火 六、 钢的淬透性 七、 钢的回火 八、 钢的表面淬火 九、 钢的化学热处理
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பைடு நூலகம்
一、 概述
1、钢的热处理
钢的热处理是指在 固态下通过对钢进 行不同的加热、保 温、冷却来改变钢 的内部组织，从而 获得所需要性能的 一种工艺。
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珠光体组织形态
光学显微镜下形貌 400×
1、珠光体组织形态及性能 （1）珠光体组织形态
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索氏体组织形态
电子显微镜下形貌 400×
1、珠光体组织形态及性能 （1）珠光体组织形态
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托氏体组织
1、珠光体组织形态及性能
（2）珠光体的转变过程
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过共析钢——理论
上应加热到Accm
以上，但实际上低
于Accm。因为加
热到Accm以上，
渗碳体会全部溶解，
奥氏体晶粒也会迅
速长大，组织粗化，
脆性增加。
加热和冷却时相图上临界点位置
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三、 钢在冷却时的组织转变
过冷奥氏体——在共析温度（A1）以下存 在的不稳定状态的奥氏体，以符号A冷表 示。
（2）马氏体的组织形态
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板条马氏体组织
2、马氏体的组织形态和性能
（2）马氏体的组织形态
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针状马氏体组织
2、马氏体的组织形态和性能
（3）马氏体的性能 主要特点：高硬度高强度——马氏体强化 的主要原因是过饱和碳原子引起的晶格畸 变，即固溶强化。 板条状马氏体塑性韧性较好；高碳片状马 氏体的塑性韧性都较差。 在保证足够的强度和硬度的情况下，尽可 能获得较多的板条状马氏体。
钢的热处理工艺图
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一、概述
2、钢的热处理分类
根据工艺方法来分： 1）普通热处理 （退火、正火、淬火、回火） 2）表面热处理 （火焰加热表面淬火、感应加热表面淬
火、激光加热表面淬火等） 3）化学热处理 （渗碳、渗氮、渗其它元素等）
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一、概述
2、钢的热处理分类
冷却（过冷度） Ar1、Ar3、Arcm
加热和冷却时相图上临界点位置
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二、钢在加热时的组织转变
1、奥氏体的形成
奥氏体化——若加工温度高于相变温度的 钢，在加热和保温阶段，将发生室温下的 组织向A的转变，称为奥氏体化。
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二、钢在加热时的组织转变
1、奥氏体的形成
共析钢的奥氏体形成过程示意图
铁素体与渗碳体层片相间的机械混合物。
这类组织可细分为：
产物名称 转变温度
珠光体P 索氏体S 屈氏体T
A1~600℃ 650℃~600℃ 600℃~550℃
层片间距
＞ 0.4μ m 0.4~0.2 ＜0.2 μ m
硬度（HBS）
~200 ~300 ~400
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1、珠光体组织形态及性能 （1）珠光体组织形态
随着过冷度的不同，过冷奥氏体将发生三 种类型转变：1）珠光体型转变；2）贝氏 体型转变；3）马氏体型转变。
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三、 钢在冷却时的组织转变
1、珠光体组织形态及性能 2、马氏体组织形态和性能 3、贝氏体组织形态和性能
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1、珠光体组织形态及性能 （1）珠光体组织形态
☆过冷奥氏体在A1 ~ 550℃温度范围内 将转变成珠光体类型组织。该组织均为
根据热处理在零件加工中的作用分：
1）预先热处理（退火、正火）：为机械 零件切削加工前的一个中间工序，以改善 切削加工性能及为后续作组织准备。
2）最终热处理（淬火、回火）：获得零 件最终使用性能的热处理 。
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一、 概述
3、过热度和过冷度
平衡态相变线 A1、A3、Acm
加热（过热度） Ac1、Ac3、Accm
珠光体转变过程示意图
典型的扩散相变： 1）碳原子和铁原子迁移； 2）晶格重构。
1、珠光体组织形态及性能
（3）珠光体的性能
共析钢在不同冷却速度下所得层片间距、组织形态与性能关系
冷却速度 ℃/min
≈1 ≈60 ≈600
层片间距 μm
≈0.6-0.7 ≈0.35-0.5 ≈0.25-0.3
组织形态
粗珠光体 珠光体 索氏体