钢的热处理与马氏体相变强化

珠光体转变
马氏体转变
定义：
碳溶于α-Fe中的过饱和间隙式固溶体，记为M
马氏体转变特点：
无扩散性 降温转变: Ms~Mf
马氏体的组织形态 ： 板条马氏体 片状马氏体
马氏体转变
马氏体转变
马氏体转变
马氏体转变
马氏体转变
马氏体的性能特点
高硬度、高强度： 固溶强化、相变强化、时效强化 和晶界强化
6.1钢的热处理原理 6.2 合金元素对钢组织转变的影响
6.3钢的热处理工艺
6.2 合金元素对钢组织转变的影响
作用
1 提高淬透性 2 提高回火稳定性 3 其它特殊性（耐磨、耐腐蚀等）
影响
1 加热转变 －－－推迟 2 冷却转变 －－－c曲线右移 3 回火转变 －－－推迟
第六章 钢的热处理与马氏体相变强化
这一阶段转变完成后, 钢的组织由 有一定过饱和度的固溶体和与其有 共格关系的ε碳化物所组成，这种 组织称为回火马氏体
钢的回火转变
马氏体分解 残余奥氏体转变
在200~300℃之间, 钢中的残 余奥氏体也发生分解，转变 为回火马氏体或下贝氏体
钢的回火转变
马氏体分解 残余奥氏体转变 .碳化物的转变
在300~400℃之间, 由ε碳化 物转变成与基体无共格关系 的颗粒状渗碳体。这一阶段 转变完成后, 钢的组织由饱和 的针状α相和细小粒状的渗碳 体组成，这种组织称为回火 屈氏体
钢在加热时的转变
钢在加热时的转变
钢在加热时的转变
晶粒度
钢在加热时的转变
起始晶粒度 实际晶粒度 本质晶粒度
钢在加热时的转变
影响晶粒长大的因素
加热温度和保温时间 扩散速度，相变驱动力
加热速度
快速加热，短时保温的办Baidu Nhomakorabea来获得细小晶粒
化学成分
碳，合金元素
碳钢冷却时的组织转变
冷却方式
等温冷却 连续冷却
6.1钢的热处理原理 6.2 合金元素对钢组织转变的影响
6.3钢的热处理工艺
钢的退火和正火
退火
得到近似 平衡组织
正火
得到 伪共析组织
固相线下 AC3+3100℃0℃
AC1～AC3
AC1A～CT1～再 ACcm ≤T再
AC3或ACcm+30℃
钢的淬火
淬火加热 AC3或AC1+30℃
过热 过烧 氧化 脱碳
基体α相的回复、再结晶和碳化物的聚集长大
钢的回火转变
回火组织
回火性能
一般规律 特殊情况
概念
钢的淬透性
淬透性是指钢在淬火时获得马氏体的能力, 它是钢的固有属性，取 决于钢的临界冷却速度、过冷奥氏体的稳定性。淬透性的大小用 钢在一定条件下淬火所获得的淬透层深度来表示
钢的淬透性
第六章 钢的热处理与马氏体相变强化
钢的过冷奥氏体转变曲线
等温转变曲线
钢的过冷奥氏体转变曲线
连续冷却转变曲线在右下方
珠光体转变
珠光体类型
普通珠光体：片间距约为450~150nm A1~650℃ 索氏体: 片间距约为150~80nm 650~600℃
屈氏体: 片间距约为80~30nm 600~550℃
珠光体形态
片状，奥氏体分解 粒状，调制处理或者球化退火
第六章 钢的热处理与马氏体相变强化
6.1钢的热处理原理 6.2 合金元素对钢组织转变的影响
6.3钢的热处理工艺
6.1钢的热处理原理
热处理定义
6.1钢的热处理原理
钢的临界点
6.1钢的热处理原理
钢的临界点
Ac1---加热时P向γ转变开始温度 Ar1---冷却时γ向P转变开始温度 Ac3---加热时先共析α向γ转变开始温度 Ar3---冷却时γ开始析出先共析α开始温度 Accm---加热时二次渗碳体全部溶入γ的终了温度 Arcm---冷却时γ开始析出二次渗碳体的开始温度
淬火冷却
介质
正火
报废
余量、保 护气氛、
真空
温度 时间 冷却
钢的回火
低温（≤250℃） 中温（350～500℃） 高温（500～650℃）
≤2h
通常空冷，特殊急冷
钢的回火转变
马氏体分解 残余奥氏体转变 .碳化物的转变
当回火温度超过400℃以上后， 在回火过程中也发生回复和再结 晶过程。α相由针状或板条状转 变成无应变的、等轴状新晶拉。 同时渗碳体发生聚集和长大，有 一定程度的粗化。这一阶段转变 完成后, 钢的组织由等轴的α相和 粗粒状渗碳体组成，称为回火索 氏体
塑性和韧性: 主要取决于马氏体的亚结构
贝氏体转变
定义
铁素体和渗碳体的混合物
上贝氏体 550~350℃ ，呈羽毛状
下贝氏体 350℃~Ms ，黑色针状或竹叶状
贝氏体转变
贝氏体转变
钢的回火转变
马氏体分解
当回火温度在100~200℃时，马氏 体开始发生部分分解，析出ε碳化 物，与马氏体保持共格关系。