金属工艺学第四章分析
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45
4、扩散(或均匀化)退火
• 工艺: Ac3或Accm+(150~300)℃ 保温(10-20h),缓冷至室温。
• 目的:消除铸件、铸锭的枝晶偏析等化学成 分不均匀等现象。
• 应用范围:铸件、铸锭。
注:因可能导致晶粒长大,均匀化退火后, 一般要完全退火细化晶粒,消除过热组织。
46
47
5、去应力退火
54
三、钢的淬火
淬火温度 淬火介质 淬火方法
55
钢的淬火
56
钢轨的淬火
57
锻模的淬火
58
1、淬火温度
工艺:Ac3 或 Ac1+(30-50)℃ ,保温,冷速> Vk --M
59
淬火:
目的:提高钢的硬度和耐磨性, 与回火配合,获得所需要的力学性能。
一般,过共析钢淬火前需要正火或球化退火, 消除网状渗碳体,否则降低韧性,增大开裂倾向。
难以掌握。
3)分级淬火:
高于Ms的盐浴槽停留2-5分钟,再空冷。
特点:应力小,避免开裂和变形。 只适用于形状复杂,尺寸小的零件
64
4)等温淬火(不同于普通意义的淬火) 盐浴槽中保温,得B下 ,空冷。
特点: B下 硬度较高,韧性较好,变形小。 适于形状复杂、尺寸精度要求高的件。
65
5) 冷处理: 淬火件冷却到Mf点以下,冷处理。
29
1)CCT曲线(共析钢)
曲线特征:
直线-A1,Ms, K,Mf
曲线-Ps, Pf 没有贝氏体转变区。
30
转变产物:
冷速≥临界冷速(vk),得到M
vk′<冷速< vk时, 得到M+P
冷速≤ vk′时,
得到P
连续冷却时:
不是所有的合金都没有贝氏体转变。 过共析钢的无贝氏体转变区; 亚共析钢可以产生贝氏体组织; 合金钢有时有贝氏体,有时无。
(1)奥氏体晶核形成 (2)奥氏体晶核长大 (3)残余Fe3C的溶解 (4)奥氏体成分均匀化
11
共析钢奥氏体的形成示意
12
亚(或过)共析钢的A化:
亚共析钢:大于Ac1 → F+A → Ac3以上
A晶粒
过共析钢:大于Ac1 → Fe3C +A → Accm以上
13
2. 奥氏体晶粒的长大(粗化)
• 加热温度↑,保温时间↑,奥氏体晶粒↑。 • A晶界上未熔碳化物↑,奥氏体晶粒↓。 • 合金元素(除Mn、P外)↑ ,奥氏体晶粒↓。
温度:在550℃--230℃之间; 特点:贝氏体转变属半扩散型转变。 产物:贝氏体组织。
分两类:
温度
组织
性能
550—350℃
B上
强度低,
( F粗+ Fe3C) 塑、韧性较差
350—230℃
B下
综合力学性能好
( F针片+细微的碳化物)
25
马氏体型转变(低温转变产物):
温度:Ms以下; 产物: M 特点: 非扩散型转变
韧性较差.
➢350~230℃: B下; 50~60HRC;
综合力学性能好.
35
马氏体型 ( M ) 转变 ( 230℃以下 ) : 马氏体是一种碳在α – Fe中的过饱和固溶体。 ➢板条状 --- 低碳马氏体(<0.2%C ); 30~50HRC ; δ = 9~17%。 ➢片状 --- 高碳马氏体(>1%C); 66HRC左右 ; δ ≈ 1%。
36
第二节 钢的整体热处理
本节重点: 淬火+回火工艺
本节难点: 不同工艺对钢组织和性能的影响
37
第二节 主要内容
退火 正火 淬火 回火
38
一、钢的退火
概念:加热、保温,缓慢冷却(随炉冷却) --达到或接近平衡状态组织。
退火
39
钢的退火
40
1、完全退火
• 工艺: Ac3+(30~50)℃,保温,炉冷至
1)按照它在加工中的作用分:
预先热处理、最终热处理
2)按工艺方法不同分: 整体热处理:退火、 正火、 淬火、 回火. 表面热处理 :表面淬火、化学热处理
8
二、钢在加热时的转变
A的形成 A的长大
9
1、A的形成
理论依据--铁碳合金相图。 Fe-Fe3C相图各临界点的移动位置:
10
共析钢奥氏体的形成 重点内容
特点:提高硬度和耐磨性,稳定尺寸,设备成本高。 适用于精密零件和工具的处理。
66
四、钢的回火
工艺:已淬火钢--加热到Ac1以下某温度 --保温--冷却(一般空冷)至室温。
目的:消除淬火的内应力,稳定工件尺寸,降低 脆性,改善切削加工性能。
67
钢的回火
68
回火种类: 重点内容
低温回火 中温回火 高温回火
18
1) C曲线的建立 (以共析钢为例) : a) 建立C曲线
准备试样; 将试样A化,并在不同温 度下恒温测定; 把组织转变开始与终止 时间在时间、温度的坐 标系上分别连起来。
19
b)C曲线特征
两直线: 上水平线A1:A存在稳定区;
下水平线Ms:M转变开始线。
两曲线:
左C线:左边是过冷A;
右C线:右边是转变产物区;
60
2、淬火介质:
水:冷却速度大--用于碳钢件。
油:冷却能力较小--用于合金钢。 盐水:较大的碳钢件。
61
3、淬火方法
淬火方法示意图
62
1)单液淬火:
特点: 操作简便--自动化
注: 单独水冷:易开裂变形; 单独油冷:产生硬度不足
和不均匀。
63
2)双液淬火:
水冷却到(300-200)℃,再油冷。 特点:既可淬硬又可避免开裂和变形,但
31
2) CCT曲线与C曲线的比较(共析钢):
• CCT曲线位于C曲线的右下方,转变的孕 育期长。
• 连续冷却转变产物往往不是单一均匀组 织,等温转变的产物是单一的均匀组织。
32
碳钢 w(C)0.77%TTT 曲线的分析
温度 (℃)
800 700 600 500
400 300 200 100
0
稳定的奥氏体区
• 工艺:Ac1以下某一温度(500~650 ) ℃
•
保温,缓冷至室温。
• 目的:消除残余内应力,稳定工件尺寸。
• 应用范围:铸件、锻件、焊接件。
• 说明:属低温退火,过程中无组织变化。
48
49
6、再结晶退火
工艺:T再+(150-250)℃ 保温,缓冷。
目的:消除加工硬化,提高塑性。 应用范围:经过冷变形加工的钢件。
69
1)低温回火:
(150--250)℃,保温后空冷.
M M回
目的:减少内应力和脆性,提高塑韧性,有较 高的硬度和耐磨性。
用途:用于制作量具、刀具和滚动轴承等, 如锯条(ω(c) =1.0%) 锉刀( ω(c) =1.2%)
70
2)中温回火:
(350—500)℃,保温后空冷.
M分解
T回
目的:内应力降低,具有较高的弹性极限和 屈服强度,中等硬度。
A1
过 冷 奥
+
A A转变终止线产
A1~550℃;高温转变区; P 转变区。
氏产
物
体
物
区 550~230℃;中温转变区
区 A转变开始线
区
B 转变区;
Ms
230℃以下; 低温转变区; M 转变区; Mf
-100 0
1
10
102
103
104 时间(s)
33
转变产物的组织与性能
珠光体型 ( P ) 转变 ( A1~550℃ ) : ➢A1~650℃ : P ; 5~25HRC;
左右之间:过冷A与产物
共存区
20
2)影响过冷A等温转变的因素
A成分的影响: 含碳量:共析钢的C曲线最靠右; 合金元素:一般除Co和Al外,C曲线右移。
A化条件的影响: 加热温度↑:C曲线右移; 保温时间↑ :C曲线右移;
21
3)过冷A等温转变产物(以共析钢为例)
重点内容
• 珠光体型转变 • 贝氏体型转变 • 马氏体型转变
4
1 定义:
钢--固态--加热、保温、冷却-- 改善组织、性能的工艺方法。
性能 变化
决定
组织、 结构变化
改变 钢的热处理
在机械制造中应用广泛:
机
床:60-70%的零件;
汽车、拖拉机:70-80%的零件;
滚动轴承、工具、模具:100%的零件
5
热处理简介:
6
2 钢的热处理工艺曲线示意图:
7
3 钢的热处理分类:
43
3、球化退火
• 工艺:Ac1+(20~30)℃,保温后,快冷Ar1以下20℃
等温一定时间(球化渗碳体),随炉冷至
600℃下,出炉空冷--等温球化退火
• 组织:球状P(F+球状) • 目的:
①硬度↓,→切削性↑ ②为淬火作准备。 • 应用范围: 过共析或共析成分 的碳钢和合金钢
44
T10钢球化退火
50
51
二、钢的正火
工艺: Ac3或Accm+(30-50)℃,保温,出炉。 是退火的特例。
组织:S
52
正火
53
目的:与钢的种类有关, 1)低碳钢:调整硬度,改善切削加工性。 2)高碳钢:消除网状Fe3CⅡ,为球化退火作准备。 3)对性能要求不高的零件,可作最终热处理。 应用范围:碳素钢、低中合金钢。
27
小结
钢在冷却时,过冷奥氏体的转变产物根据其转 变温度的高低可分为:
高温转变产物-珠光体、索氏体、托氏体, 中温转变产物-上贝氏体、下贝氏体, 低温转变产物-马氏体 随着转变温度的降低,其转变产物的硬度增高, 而韧性的变化则较为复杂。
28
3、过冷A的连续冷却转变曲线(共析钢)
CCT曲线 CCT曲线与C曲线比较
14
15
三、钢在冷却时的转变
冷却方式 过冷A的等温转变 过冷A的连续转变
16
1、冷却方式:
等温冷却: 快冷到A1以下--保温(发生组织转变)-- 然后再冷却下来。
连续冷却: 在连续冷却过程中发生组织转变。 水冷、油冷、炉冷、空冷。
17
2、过冷A的等温转变曲线(C曲线 ):
C曲线的建立 影响过冷A等温转变的因素 过冷A等温转变产物组织和性能
用途:用于弹簧、锻模的处理等。
71
弹簧的中温回火:
72
3)高温回火:
(500—650)℃,保温后空冷.
M分解
S回
• 目的:消除内应力,有良好的综合力学性能。 • 用途:用于齿轮、曲轴等受力复杂件的热处理。 • 淬火+高温回火--调质处理。
73
高温回火:
74
75
第三节 钢的表面热处理
了解钢的表面热处理工艺
第四章 钢的热处理
本章重难点 热处理的基本原理理基本原理
• 本节重点: • 共析钢加热和冷却时
的组织转变
• 本节难点: • 共析钢C曲线的理解
2
第一节 热处理基本原理
热处理概述 钢在加热时的转变
钢在冷却时的转变
3
一、热处理概述
钢的热处理的定义 热处理工艺曲线 热处理的分类
工件
表面:(800-1000)℃ 心部:室温
喷水
表面淬火
根据交流电频率:
高频淬火(100kHz):<2.5mm中小型件
中频淬火(0.5-10kHz):2-10mm大中型件
低频淬火(50Hz) :10-20mm大型零件
79
80
特点:
• 加热速度快,高硬、韧性较高。 硬度比普通淬火高2--3HRC
• 氧化脱碳小,工件变形小。 • 淬硬层深度易控制。 • 淬火后必须进行低温回火。 • 适于中碳钢和中碳合金钢。 • 形状简单件的大批量生产。
M:C在α-Fe中的过饱和固溶体。
M特点:高强度、高硬度。 原因:过饱和碳原子引起的晶格畸变即固溶强化。
M硬度取决于ωc : ωc↑ , HRc↑
26
M 形态(图4-8) :
•板条状马氏体:ω(c)<0.2%(低碳马氏体)。 • 片状马氏体: ω(c) >1.0%(高碳马氏体)。 在0.2%< ω(c)< 1.0%时,形成二者的混合组织。
片间距为0.6~0.7μm ( 500× )。
➢650~600℃ : 细片状P, 索氏体(S); 片间距为0.2~0.4μm (1000×); 25~36HRC。
➢600~550℃:极细片状P, 托氏体(T); 片间距为<0.2μm ( 电镜 ); 35~40HRC。
34
贝氏体型 ( B ) 转变 ( 550~230℃ ) : ➢550~350℃: B上; 40~45HRC;
76
第三节 主要内容
表面淬火 表面化学热处理
77
一、表面淬火
• 工艺:
表面--淬火温度 心部--室温
立即冷却
表面--马氏体 心部--不变
•目的:
保持心部高韧性,表层的高硬度、耐磨性、 高疲劳强度。
• 用途:既受冲击,又要求耐磨的零件, 如曲轴轴颈、齿轮齿面、机床导轨等。
78
1. 感应加热表面淬火:
500 ℃下,空冷。
• 组织:P+F
• 目的: ①细化晶粒,均匀组织。 ②降低硬度→切削性↑。 ③消除内应力。
• 应用范围:亚共析成分的碳钢或合金钢
的铸件、锻件和热轧型材。
41
45钢的完全退火
42
2、等温退火
• 工艺:Ac3+(30-50)℃ 保温,快冷至珠光体转变区,等温转变 成P,空冷。
• 目的: ①与完全退火相同 ②显著缩短生产周期
22
珠光体类型转变(高温转变产物):
温度:727℃—550℃之间; 特点:是扩散型转变。 产物:P型组织
分三类:
温度
组织
性能
727℃—650℃ P (片层粗大) 强度 硬度
提
650℃—600℃ S (片层较细)
高
600℃—550℃ T (片层极细)
23
(a)珠光体
(b) 索氏体
(c)托氏体
24
贝氏体类型转变(中温转变产物 ):
4、扩散(或均匀化)退火
• 工艺: Ac3或Accm+(150~300)℃ 保温(10-20h),缓冷至室温。
• 目的:消除铸件、铸锭的枝晶偏析等化学成 分不均匀等现象。
• 应用范围:铸件、铸锭。
注:因可能导致晶粒长大,均匀化退火后, 一般要完全退火细化晶粒,消除过热组织。
46
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5、去应力退火
54
三、钢的淬火
淬火温度 淬火介质 淬火方法
55
钢的淬火
56
钢轨的淬火
57
锻模的淬火
58
1、淬火温度
工艺:Ac3 或 Ac1+(30-50)℃ ,保温,冷速> Vk --M
59
淬火:
目的:提高钢的硬度和耐磨性, 与回火配合,获得所需要的力学性能。
一般,过共析钢淬火前需要正火或球化退火, 消除网状渗碳体,否则降低韧性,增大开裂倾向。
难以掌握。
3)分级淬火:
高于Ms的盐浴槽停留2-5分钟,再空冷。
特点:应力小,避免开裂和变形。 只适用于形状复杂,尺寸小的零件
64
4)等温淬火(不同于普通意义的淬火) 盐浴槽中保温,得B下 ,空冷。
特点: B下 硬度较高,韧性较好,变形小。 适于形状复杂、尺寸精度要求高的件。
65
5) 冷处理: 淬火件冷却到Mf点以下,冷处理。
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1)CCT曲线(共析钢)
曲线特征:
直线-A1,Ms, K,Mf
曲线-Ps, Pf 没有贝氏体转变区。
30
转变产物:
冷速≥临界冷速(vk),得到M
vk′<冷速< vk时, 得到M+P
冷速≤ vk′时,
得到P
连续冷却时:
不是所有的合金都没有贝氏体转变。 过共析钢的无贝氏体转变区; 亚共析钢可以产生贝氏体组织; 合金钢有时有贝氏体,有时无。
(1)奥氏体晶核形成 (2)奥氏体晶核长大 (3)残余Fe3C的溶解 (4)奥氏体成分均匀化
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共析钢奥氏体的形成示意
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亚(或过)共析钢的A化:
亚共析钢:大于Ac1 → F+A → Ac3以上
A晶粒
过共析钢:大于Ac1 → Fe3C +A → Accm以上
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2. 奥氏体晶粒的长大(粗化)
• 加热温度↑,保温时间↑,奥氏体晶粒↑。 • A晶界上未熔碳化物↑,奥氏体晶粒↓。 • 合金元素(除Mn、P外)↑ ,奥氏体晶粒↓。
温度:在550℃--230℃之间; 特点:贝氏体转变属半扩散型转变。 产物:贝氏体组织。
分两类:
温度
组织
性能
550—350℃
B上
强度低,
( F粗+ Fe3C) 塑、韧性较差
350—230℃
B下
综合力学性能好
( F针片+细微的碳化物)
25
马氏体型转变(低温转变产物):
温度:Ms以下; 产物: M 特点: 非扩散型转变
韧性较差.
➢350~230℃: B下; 50~60HRC;
综合力学性能好.
35
马氏体型 ( M ) 转变 ( 230℃以下 ) : 马氏体是一种碳在α – Fe中的过饱和固溶体。 ➢板条状 --- 低碳马氏体(<0.2%C ); 30~50HRC ; δ = 9~17%。 ➢片状 --- 高碳马氏体(>1%C); 66HRC左右 ; δ ≈ 1%。
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第二节 钢的整体热处理
本节重点: 淬火+回火工艺
本节难点: 不同工艺对钢组织和性能的影响
37
第二节 主要内容
退火 正火 淬火 回火
38
一、钢的退火
概念:加热、保温,缓慢冷却(随炉冷却) --达到或接近平衡状态组织。
退火
39
钢的退火
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1、完全退火
• 工艺: Ac3+(30~50)℃,保温,炉冷至
1)按照它在加工中的作用分:
预先热处理、最终热处理
2)按工艺方法不同分: 整体热处理:退火、 正火、 淬火、 回火. 表面热处理 :表面淬火、化学热处理
8
二、钢在加热时的转变
A的形成 A的长大
9
1、A的形成
理论依据--铁碳合金相图。 Fe-Fe3C相图各临界点的移动位置:
10
共析钢奥氏体的形成 重点内容
特点:提高硬度和耐磨性,稳定尺寸,设备成本高。 适用于精密零件和工具的处理。
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四、钢的回火
工艺:已淬火钢--加热到Ac1以下某温度 --保温--冷却(一般空冷)至室温。
目的:消除淬火的内应力,稳定工件尺寸,降低 脆性,改善切削加工性能。
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钢的回火
68
回火种类: 重点内容
低温回火 中温回火 高温回火
18
1) C曲线的建立 (以共析钢为例) : a) 建立C曲线
准备试样; 将试样A化,并在不同温 度下恒温测定; 把组织转变开始与终止 时间在时间、温度的坐 标系上分别连起来。
19
b)C曲线特征
两直线: 上水平线A1:A存在稳定区;
下水平线Ms:M转变开始线。
两曲线:
左C线:左边是过冷A;
右C线:右边是转变产物区;
60
2、淬火介质:
水:冷却速度大--用于碳钢件。
油:冷却能力较小--用于合金钢。 盐水:较大的碳钢件。
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3、淬火方法
淬火方法示意图
62
1)单液淬火:
特点: 操作简便--自动化
注: 单独水冷:易开裂变形; 单独油冷:产生硬度不足
和不均匀。
63
2)双液淬火:
水冷却到(300-200)℃,再油冷。 特点:既可淬硬又可避免开裂和变形,但
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2) CCT曲线与C曲线的比较(共析钢):
• CCT曲线位于C曲线的右下方,转变的孕 育期长。
• 连续冷却转变产物往往不是单一均匀组 织,等温转变的产物是单一的均匀组织。
32
碳钢 w(C)0.77%TTT 曲线的分析
温度 (℃)
800 700 600 500
400 300 200 100
0
稳定的奥氏体区
• 工艺:Ac1以下某一温度(500~650 ) ℃
•
保温,缓冷至室温。
• 目的:消除残余内应力,稳定工件尺寸。
• 应用范围:铸件、锻件、焊接件。
• 说明:属低温退火,过程中无组织变化。
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6、再结晶退火
工艺:T再+(150-250)℃ 保温,缓冷。
目的:消除加工硬化,提高塑性。 应用范围:经过冷变形加工的钢件。
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1)低温回火:
(150--250)℃,保温后空冷.
M M回
目的:减少内应力和脆性,提高塑韧性,有较 高的硬度和耐磨性。
用途:用于制作量具、刀具和滚动轴承等, 如锯条(ω(c) =1.0%) 锉刀( ω(c) =1.2%)
70
2)中温回火:
(350—500)℃,保温后空冷.
M分解
T回
目的:内应力降低,具有较高的弹性极限和 屈服强度,中等硬度。
A1
过 冷 奥
+
A A转变终止线产
A1~550℃;高温转变区; P 转变区。
氏产
物
体
物
区 550~230℃;中温转变区
区 A转变开始线
区
B 转变区;
Ms
230℃以下; 低温转变区; M 转变区; Mf
-100 0
1
10
102
103
104 时间(s)
33
转变产物的组织与性能
珠光体型 ( P ) 转变 ( A1~550℃ ) : ➢A1~650℃ : P ; 5~25HRC;
左右之间:过冷A与产物
共存区
20
2)影响过冷A等温转变的因素
A成分的影响: 含碳量:共析钢的C曲线最靠右; 合金元素:一般除Co和Al外,C曲线右移。
A化条件的影响: 加热温度↑:C曲线右移; 保温时间↑ :C曲线右移;
21
3)过冷A等温转变产物(以共析钢为例)
重点内容
• 珠光体型转变 • 贝氏体型转变 • 马氏体型转变
4
1 定义:
钢--固态--加热、保温、冷却-- 改善组织、性能的工艺方法。
性能 变化
决定
组织、 结构变化
改变 钢的热处理
在机械制造中应用广泛:
机
床:60-70%的零件;
汽车、拖拉机:70-80%的零件;
滚动轴承、工具、模具:100%的零件
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热处理简介:
6
2 钢的热处理工艺曲线示意图:
7
3 钢的热处理分类:
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3、球化退火
• 工艺:Ac1+(20~30)℃,保温后,快冷Ar1以下20℃
等温一定时间(球化渗碳体),随炉冷至
600℃下,出炉空冷--等温球化退火
• 组织:球状P(F+球状) • 目的:
①硬度↓,→切削性↑ ②为淬火作准备。 • 应用范围: 过共析或共析成分 的碳钢和合金钢
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T10钢球化退火
50
51
二、钢的正火
工艺: Ac3或Accm+(30-50)℃,保温,出炉。 是退火的特例。
组织:S
52
正火
53
目的:与钢的种类有关, 1)低碳钢:调整硬度,改善切削加工性。 2)高碳钢:消除网状Fe3CⅡ,为球化退火作准备。 3)对性能要求不高的零件,可作最终热处理。 应用范围:碳素钢、低中合金钢。
27
小结
钢在冷却时,过冷奥氏体的转变产物根据其转 变温度的高低可分为:
高温转变产物-珠光体、索氏体、托氏体, 中温转变产物-上贝氏体、下贝氏体, 低温转变产物-马氏体 随着转变温度的降低,其转变产物的硬度增高, 而韧性的变化则较为复杂。
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3、过冷A的连续冷却转变曲线(共析钢)
CCT曲线 CCT曲线与C曲线比较
14
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三、钢在冷却时的转变
冷却方式 过冷A的等温转变 过冷A的连续转变
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1、冷却方式:
等温冷却: 快冷到A1以下--保温(发生组织转变)-- 然后再冷却下来。
连续冷却: 在连续冷却过程中发生组织转变。 水冷、油冷、炉冷、空冷。
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2、过冷A的等温转变曲线(C曲线 ):
C曲线的建立 影响过冷A等温转变的因素 过冷A等温转变产物组织和性能
用途:用于弹簧、锻模的处理等。
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弹簧的中温回火:
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3)高温回火:
(500—650)℃,保温后空冷.
M分解
S回
• 目的:消除内应力,有良好的综合力学性能。 • 用途:用于齿轮、曲轴等受力复杂件的热处理。 • 淬火+高温回火--调质处理。
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高温回火:
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第三节 钢的表面热处理
了解钢的表面热处理工艺
第四章 钢的热处理
本章重难点 热处理的基本原理理基本原理
• 本节重点: • 共析钢加热和冷却时
的组织转变
• 本节难点: • 共析钢C曲线的理解
2
第一节 热处理基本原理
热处理概述 钢在加热时的转变
钢在冷却时的转变
3
一、热处理概述
钢的热处理的定义 热处理工艺曲线 热处理的分类
工件
表面:(800-1000)℃ 心部:室温
喷水
表面淬火
根据交流电频率:
高频淬火(100kHz):<2.5mm中小型件
中频淬火(0.5-10kHz):2-10mm大中型件
低频淬火(50Hz) :10-20mm大型零件
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特点:
• 加热速度快,高硬、韧性较高。 硬度比普通淬火高2--3HRC
• 氧化脱碳小,工件变形小。 • 淬硬层深度易控制。 • 淬火后必须进行低温回火。 • 适于中碳钢和中碳合金钢。 • 形状简单件的大批量生产。
M:C在α-Fe中的过饱和固溶体。
M特点:高强度、高硬度。 原因:过饱和碳原子引起的晶格畸变即固溶强化。
M硬度取决于ωc : ωc↑ , HRc↑
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M 形态(图4-8) :
•板条状马氏体:ω(c)<0.2%(低碳马氏体)。 • 片状马氏体: ω(c) >1.0%(高碳马氏体)。 在0.2%< ω(c)< 1.0%时,形成二者的混合组织。
片间距为0.6~0.7μm ( 500× )。
➢650~600℃ : 细片状P, 索氏体(S); 片间距为0.2~0.4μm (1000×); 25~36HRC。
➢600~550℃:极细片状P, 托氏体(T); 片间距为<0.2μm ( 电镜 ); 35~40HRC。
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贝氏体型 ( B ) 转变 ( 550~230℃ ) : ➢550~350℃: B上; 40~45HRC;
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第三节 主要内容
表面淬火 表面化学热处理
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一、表面淬火
• 工艺:
表面--淬火温度 心部--室温
立即冷却
表面--马氏体 心部--不变
•目的:
保持心部高韧性,表层的高硬度、耐磨性、 高疲劳强度。
• 用途:既受冲击,又要求耐磨的零件, 如曲轴轴颈、齿轮齿面、机床导轨等。
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1. 感应加热表面淬火:
500 ℃下,空冷。
• 组织:P+F
• 目的: ①细化晶粒,均匀组织。 ②降低硬度→切削性↑。 ③消除内应力。
• 应用范围:亚共析成分的碳钢或合金钢
的铸件、锻件和热轧型材。
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45钢的完全退火
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2、等温退火
• 工艺:Ac3+(30-50)℃ 保温,快冷至珠光体转变区,等温转变 成P,空冷。
• 目的: ①与完全退火相同 ②显著缩短生产周期
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珠光体类型转变(高温转变产物):
温度:727℃—550℃之间; 特点:是扩散型转变。 产物:P型组织
分三类:
温度
组织
性能
727℃—650℃ P (片层粗大) 强度 硬度
提
650℃—600℃ S (片层较细)
高
600℃—550℃ T (片层极细)
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(a)珠光体
(b) 索氏体
(c)托氏体
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贝氏体类型转变(中温转变产物 ):