第7課加熱冷卻轉(zhuǎn)變.ppt

第二章鋼的熱處理 一 鋼的熱處理定義 把鋼在固態(tài)下加熱到一定溫度 進(jìn)行必要的保溫 并以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s到室溫 以改變鋼的內(nèi)部組織 從而得到所需性能的工藝方法 熱處理 普通熱處理 表面熱處理 退火 正火 淬火 回火 表面淬火 化學(xué)熱處理 滲碳 滲氮 碳氮共滲 其它熱處理 形變 真空 激光 二 鋼的熱處理工藝分類(lèi) 三 熱處理目的 改變鋼的組織 改變鋼的性能1 消除毛坯中的缺陷 改善工藝性能 為切削加工或熱處理做組織和性能上的準(zhǔn)備 叫預(yù)先熱處理 鑄鍛件退火 硬 軟 切削加工2 提高金屬材料的力學(xué)性能 充分發(fā)揮材料的潛力 節(jié)約材料延長(zhǎng)零件使用壽命 叫最終熱處理 例 鐵匠打刀 4 1熱處理基本原理 一 鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變大多數(shù)熱處理工藝需要將鋼加熱到臨界溫度以上 A區(qū)域 才能進(jìn)行 所以加熱轉(zhuǎn)變主要包括A的形成和晶粒長(zhǎng)大兩個(gè)過(guò)程 臨界溫度 1 A1Ac1Ar12 A3Ac3Ar33 AcmAccmArcm 1 奧氏體的形成過(guò)程共析鋼 形核 長(zhǎng)大 殘余Fe3C溶解 A均勻化關(guān)鍵 鐵碳原子擴(kuò)散 2 影響奧氏體形成的因素 溫度 溫度越高 原子擴(kuò)散能力越大 加速奧氏體形成 原始組織 原始組織越細(xì) 相界面越多 提供的奧氏體晶核就愈多 碳原子的擴(kuò)散距離也越短 加速奧氏體形成 鋼的成分 含碳量增加 F和Fe3C相界面越多 加速奧氏體形成 加入合金元素后不改變A形成的基本過(guò)程 但會(huì)減緩A的形成速度 合金鋼加熱溫度較碳鋼高保溫時(shí)間比碳鋼長(zhǎng) 3 奧氏體晶粒的控制 隨著溫度的升高 奧氏體晶粒會(huì)逐漸長(zhǎng)大 晶粒度 表示晶粒大小的尺度 分為十個(gè)等級(jí) 一級(jí)最粗 十級(jí)最細(xì) 影響 粗大的A晶粒 冷卻后得到粗大的其他組織 力學(xué)性能和工藝性能差 措施 合理選擇加熱溫度和保溫時(shí)間 二 鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變 室溫時(shí)鋼的力學(xué)性能 與A晶粒大小有關(guān) 決定于A經(jīng)冷卻轉(zhuǎn)變后所獲得的組織 A鋼冷卻至室溫有兩種方式 1 連續(xù)冷卻與等溫冷卻 連續(xù)冷卻 等溫冷卻 1 過(guò)冷A的等溫轉(zhuǎn)變 等溫轉(zhuǎn)變 將A化工件迅速冷卻到A1以下某溫度 在此溫度等溫足夠時(shí)間 使A轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌M織 過(guò)冷A的等溫轉(zhuǎn)變C曲線 表示過(guò)冷A在不同的等溫溫度 等溫時(shí)間與轉(zhuǎn)變產(chǎn)物之間關(guān)系的曲線稱(chēng)為C曲線 1 建立C曲線 共析鋼A的等溫轉(zhuǎn)變曲線的建立 通過(guò)一系列不同的等溫冷卻實(shí)驗(yàn)建立的 實(shí)驗(yàn) 過(guò)冷A在恒溫下開(kāi)始轉(zhuǎn)變和轉(zhuǎn)變終了的時(shí)間 畫(huà)到溫度 時(shí)間坐標(biāo)系中 然后把開(kāi)始時(shí)間和轉(zhuǎn)變終了時(shí)間分別連接起來(lái) 即得共析鋼C曲線 過(guò)冷A的等溫轉(zhuǎn)變C曲線 2 共析鋼過(guò)冷A等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物組織和性能 珠光體類(lèi)型 723 550 3 貝氏體形轉(zhuǎn)變 550 350 上貝氏體羽毛狀性能 脆性大 350 240下貝氏體竹葉狀性能 強(qiáng)而韌 馬氏體型轉(zhuǎn)變 240 40 馬氏體 碳在 中的過(guò)飽和固溶體 晶格 體心正方 晶格畸變嚴(yán)重 C 越高晶格畸變?cè)絿?yán)重 組織類(lèi)型 板條狀馬氏體和釙片狀馬氏體板條狀 低碳 馬氏體 C 0 25 強(qiáng)而韌 b 800MPa 15 釙片狀 高碳 馬氏體 C 0 8 硬而脆 HBW 800 2 板條狀馬氏體針片狀馬氏體 過(guò)冷A的等溫轉(zhuǎn)變C曲線 2 過(guò)冷A的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 邊冷卻 邊轉(zhuǎn)變 如空冷 爐冷 水冷 過(guò)冷A的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 TTT曲線 連續(xù)冷卻曲線的特點(diǎn) 與等溫冷卻曲線相比 連續(xù)冷卻曲線都處于右下方 說(shuō)明轉(zhuǎn)變溫度低 孕育期長(zhǎng) 共析鋼連續(xù)冷卻時(shí) 只有珠光體轉(zhuǎn)變而無(wú)貝氏體轉(zhuǎn)變 臨界冷卻速度 Vk 當(dāng)連續(xù)冷卻速度達(dá)到某一值時(shí) 冷卻曲線與C曲線相切 不發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變 而在低溫區(qū)發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變 通常稱(chēng)為臨界冷卻速度 3 過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變C曲線的應(yīng)用 過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變圖是選擇鋼種及制訂熱處理工藝的基本依據(jù)之一 1 不同成分的鋼具有不同的轉(zhuǎn)變圖 設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)要求合理選擇適用而廉價(jià)的材料 2