金屬材料知識培訓

金屬材料知識 1 2 金屬材料 非金屬材料 黑色金屬 有色金屬材料 用量占80 復(fù)合材料 陶瓷材料 高分子材料 用量占20 2 2020 4 24 材料的性能 材料使用性能 材料工藝性能 力學性能 強度 塑性 韌性等 物理性能 光 熱 電 磁等 化學性能 氧化 腐蝕等 加工性能 切削 鍛造等 鑄造性能 適合鑄造與否 焊接性能 容易焊接與否 熱處理性能 可熱處理強化 3 2020 4 24 強度 指材料抵抗塑性變形和斷裂的能力 對于結(jié)構(gòu)材料來說 它是最重要的力學性能 塑性 表示材料斷裂前發(fā)生的永久變形 塑性變形 的能力 塑性指標 延伸率 和斷面收縮率 韌性 反映材料抵抗裂紋擴展能力的大小 是單位體積材料在斷裂前所吸收的能量 也就是外力使材料斷裂所做的功 硬度 指材料抵抗外物壓入能力 硬度測量簡單快速 不破壞零件 硬度與強度之間有一定關(guān)系 可用硬度來估計強度 幾種常見的力學性能 4 2020 4 24 P載荷 N 形變強化 加工硬化 屈服后欲變形必須不斷增載 隨塑變增大 變形抗力增大 Pb 強度極限的載荷試樣某一部位截面開始急降頸縮 導(dǎo)致載荷下降 Pk 斷裂載荷 Pp 保持直線關(guān)系的最大載荷過P點曲線開始偏離直線 Pe 變形開始階段卸載后立刻恢復(fù)原狀 彈變 超過 伸長只部分恢復(fù) 塑變 Ps 屈服時的最小變形屈服 載荷不增加或反而減少 試樣還繼續(xù)伸長的現(xiàn)象 屈服后 材料出現(xiàn)明顯塑變 表面滑移帶 5 2020 4 24 MPa 0 p e s b k b u k 低碳鋼的應(yīng)力 應(yīng)變曲線 p 比例強度極限保持直線關(guān)系的最大應(yīng)力值 e 彈性強度極限p e彈性變形階段過e 彈變 微量塑變 s 屈服強度極限 達一定值時 不增或降低 l增 上屈服點 屈服階段的最大應(yīng)力 對試樣局部應(yīng)力集中極為敏感 一般選下屈服點作為材料屈服強度 形變強化 欲繼續(xù)變形 必須不斷增加應(yīng)力 達 b后 形變強化效應(yīng)已不能補償橫截面積的減小而引起的承載能力的降低 b點后頸縮 k 斷裂強度此時試樣斷裂 6 2020 4 24 2 彈性極限 e和屈服強度 s 彈性極限是表征開始塑性變形的抗力 嚴格說 是表征微量塑性變形的抗力 測出的彈性極限受測量精度影響 為便于比較 規(guī)定殘余伸長應(yīng)力 規(guī)定以殘余伸長為0 01 的應(yīng)力作為規(guī)定殘余伸長應(yīng)力 記作 0 01 除退火或熱軋的低碳鋼和中碳鋼等少數(shù)合金有屈服現(xiàn)象外 大多數(shù)金屬合金都沒有屈服點 規(guī)定產(chǎn)生0 2 殘余伸長的應(yīng)力作為屈服強度 以 0 2表示 0 2的測量方法同上 采用圖解法 7 2020 4 24 固態(tài)相變是熱處理的基礎(chǔ)相變 構(gòu)成物質(zhì)的原子 分子 的聚合狀態(tài) 相狀態(tài) 發(fā)生變化的過程 固態(tài)相變 固態(tài)材料在溫度和壓力改變時 其內(nèi)部組織或結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化 即發(fā)生從一種相狀態(tài)到另一種相狀態(tài)的轉(zhuǎn)變 母相或舊相 相變前的相狀態(tài)新相 相變后的相狀態(tài) 固態(tài)相變 8 2020 4 24 Fe CPhaseDiagram A1 A3 ACM 鐵碳相圖 相圖與相變 9 2020 4 24 10 2020 4 24 Fe C相圖 冷卻過程中的組織變化及產(chǎn)物 11 2020 4 24 1 1固態(tài)相變的分類 12 2020 4 24 1 按平衡狀態(tài)圖分類 平衡相變和非平衡相變平衡相變 緩慢加熱或冷卻時發(fā)生的能獲得符合平衡狀態(tài)圖的平衡組織的相變 非平衡相變 加熱或冷卻速度很快 上述平衡相將被抑制 固態(tài)材料可能發(fā)生某些平衡狀態(tài)圖上不能反映的轉(zhuǎn)變并獲得被稱為不平衡或亞穩(wěn)的組織 13 2020 4 24 平衡相變 同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 多形性轉(zhuǎn)變純金屬在溫度和壓力改變時 由一種晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶體結(jié)構(gòu)的過程稱為同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 在固溶體中發(fā)生的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變稱為多形性轉(zhuǎn)變 鋼中鐵素體 奧氏體的轉(zhuǎn)變 奧氏體 鐵素體的轉(zhuǎn)變 14 2020 4 24 平衡相變 平衡脫溶沉淀在緩慢冷卻條件下 由過飽和固溶體中析出過剩相的過程稱為平衡脫溶沉淀特點 母相 不消失 隨著新相 析出 母相的成分和體積分數(shù)不斷變化 結(jié)構(gòu)不變 新相的結(jié)構(gòu)和成分與舊相不同 15 2020 4 24 平衡相變 共析相變合金在冷卻時由一個固相分解為兩個不同固相的轉(zhuǎn)變稱為共析相變 或珠光體型轉(zhuǎn)變 其兩個生成相的結(jié)構(gòu)和成分均與母相不同加熱時也可發(fā)生 轉(zhuǎn)變 稱為逆共析相變 16 2020 4 24 平衡相變 調(diào)幅分解某些合金在高溫下具有均勻單相固溶體 但冷卻到某一溫度范圍時可分解成為與原固溶體結(jié)構(gòu)相同但成分不同的兩個微區(qū) 這種轉(zhuǎn)變稱為調(diào)幅分解 有序化轉(zhuǎn)變固溶體中 各組元原子在晶體點陣中的相對位置由無序到有序 指長程有序 的轉(zhuǎn)變稱為有序化轉(zhuǎn)變 如Cu Zn Cu Au Mn Ni Ti Ni等合金 17 2020 4 24 非平衡相變 2 非平衡相變非平衡相變 加熱或冷卻速度很快 上述平衡相將被抑制 固態(tài)材料可能發(fā)生某些平衡狀態(tài)圖上不能反映的轉(zhuǎn)變并獲得被稱為不平衡或亞穩(wěn)的組織 偽共析相變 由成分偏離共析成分的過冷固溶體形成的貌似共析體的組織轉(zhuǎn)變組成相的相對量由A的碳含量而變 18 2020 4 24 非平衡相變 馬氏體相變進一步提高冷卻速度 使偽共析相變也來不及進行而將奧氏體過冷到更低溫度 則由于在低溫下鐵原子和碳原子都己不能或不易擴散 故奧氏體只能以不發(fā)生原子擴散 不引起成分改變的方式 通過切變由 點陣改組為 點陣 這種轉(zhuǎn)變稱為馬氏體相變 Fe C合金 19 2020 4 24 非平衡相變 貝氏體相變當奧氏體被冷卻至珠光體轉(zhuǎn)變和馬氏體相變之間的溫度范圍時 由于溫度較低 鐵原子已不能擴散 但碳原子尚具有一定的擴散能力 因此出現(xiàn)了一種獨特的碳原子擴散而鐵原子不擴散的非平衡相變 這種相變稱為貝氏體相變 或稱為中溫轉(zhuǎn)變 其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物也是 相與碳化物的混合物 但 相的碳含量和形態(tài)以及碳化物的形態(tài)和分布均與珠光體不同 稱其為貝氏體 20 2020 4 24 非平衡相變 非平衡脫溶沉淀若b成分的合金自T1溫度快冷時 相在冷卻過程中來不及析出 則冷到室溫時便得到過飽和的 固溶體 若在室溫或低于固溶度曲線MN的某一溫度下溶質(zhì)原子尚具有一定的擴散能力 則在上述溫度等溫時 過飽和 固溶體仍可能發(fā)生分解 逐漸析出新相 但在析出的初期階段 新相的成分和結(jié)構(gòu)均與平衡脫溶沉淀相有所不同 這一過程稱為非平衡脫溶沉淀 或時效 21 2020 4 24 2 按原子遷移特征分類 相變時原子遷移特征 擴散型相變非擴散型相變 22 2020 4 24 2按原子遷移特征分類 1 擴散型相變相變時 相界面的移動是通過原子近程或遠程擴散而進行的相變 如 脫溶型相變 共析型相變 珠光體型轉(zhuǎn)變 調(diào)幅分解和有序化轉(zhuǎn)變等等 特點 1 有原子擴散運動 相變速率受原子擴散速度所控制 2 新相和母相的成分往往不同 3 只有因新相和母相比容不同而引起的體積變化 沒有宏觀形狀改變 23 2020 4 24 2 按原子遷移特征分類 2 非擴散型相變相變過程中原子不發(fā)生擴散 參與轉(zhuǎn)變的所有原子的運動是協(xié)調(diào)一致的相變稱為非擴散型相變 也稱為 協(xié)同型 轉(zhuǎn)變 非擴散型相變時原子僅作有規(guī)則的遷移以使點陣發(fā)生改組 遷移時 相鄰原子相對移動距離不超過一個原子間距 相鄰原子的相對位置保持不變 如 馬氏體相變特點 1 存在由于均勻切變引起的宏觀形狀改變 可在預(yù)先制備的拋光試樣表面上出現(xiàn)浮突現(xiàn)象 2 相變不需要通過擴散 新相和母相的化學成分相同 3 新相和母相之間存在一定的晶體學位向關(guān)系 4 某些材料發(fā)生非擴散相變時 相界面移動速度極快 可接近聲速 24 2020 4 24 熱處理是將工件在介質(zhì)中加熱到一定溫度并保溫一定時間 然后以一定速率冷卻 以改變金屬的組織結(jié)構(gòu) 從而改變其性能 例如增加或降低金屬材料的強度 硬度 韌性 塑性等 熱處理基本知識 25 2020 4 24 1 熱處理的定義 一 概述 時間 溫度 臨界溫度 熱加 保溫 冷卻 26 2020 4 24 2 熱處理的主要目的 獲得所需的使用性能3 熱處理的應(yīng)用范圍 整個制造業(yè)4 熱處理的分類 一 概述 熱處理 普通熱處理 化學熱處理 表面熱處理 退火 正火 淬火 回火 表面淬火 感應(yīng)加熱淬火 火焰加熱淬火 滲碳 滲氮 碳氮共滲 27 2020 4 24 1 轉(zhuǎn)變溫度 二 鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變 28 2020 4 24 2 奧氏體的形成 二 鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變 29 2020 4 24 3 奧氏體晶粒度對力學性能的影響奧氏體晶粒均勻細小 熱處理后鋼的力學性能提高 2 粗大的奧氏體晶粒在淬火時容易引起工件產(chǎn)生較大的變形甚至開裂 二 鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變 30 2020 4 24 1 鋼在熱處理時的冷卻方式 三 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 時間 溫度 臨界溫度 熱加 連續(xù)冷卻 等溫冷卻 保溫 31 2020 4 24 2 過冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變 1 TTT曲線 C曲線 Time Temperature Transformation 三 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 32 2020 4 24 33 2020 4 24 2 過冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變 1 TTT曲線 C曲線 共析碳鋼 三 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 34 2020 4 24 轉(zhuǎn)變開始線與縱坐標之間的距離為孕育期 孕育期越小 過冷奧氏體穩(wěn)定性越小 孕育期最小處稱C曲線的 鼻尖 碳鋼鼻尖處的溫度為550 在鼻尖以上 溫度較高 相變驅(qū)動力小 在鼻尖以下 溫度較低 擴散困難 從而使奧氏體穩(wěn)定性增加 C曲線明確表示了過冷奧氏體在不同溫度下的等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物 C曲線的分析 35 2020 4 24 2 過冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能珠光體型 P 轉(zhuǎn)變 A1 550 A1 650 P 5 25HRC 片間距為0 6 0 7 m 500 650 600 細片狀P 索氏體 S 片間距為0 2 0 4 m 1000 25 36HRC 600 550 極細片狀P 屈氏體 T 片間距為 0 2 m 電鏡 35 40HRC 三 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 36 2020 4 24 2 過冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能珠光體形貌 三 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 37 2020 4 24 2 過冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能索氏體形貌 三 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 38 2020 4 24 2 過冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能 屈氏體形貌 三 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 39 2020 4 24 2 過冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能貝氏體型 B 轉(zhuǎn)變 550 230 550 350 B上 40 45HRC 三 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 40 2020 4 24 2 過冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能上貝氏體組織金相圖 三 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 41 2020 4 24 2 過冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能350 230 B下 50 60HRC 三 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 42 2020 4 24 2 過冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能下貝氏體組織金相圖 三 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 43 2020 4 24 2 過冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能馬氏體型 M 轉(zhuǎn)變 230 50 馬氏體是一種碳在 Fe中的過飽和固溶體 轉(zhuǎn)變特點 在一個溫度范圍內(nèi)連續(xù)冷卻完成 轉(zhuǎn)變速度極快 即瞬間形核與長大 無擴散轉(zhuǎn)變 Fe C原子均不擴散 M與原A的成分相同 造成晶格畸變 轉(zhuǎn)變不完全性 QM f T 三 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 44 2020 4 24 2 過冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變 三 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 奧氏體含碳量對馬氏體轉(zhuǎn)變溫度的影響 45 2020 4 24 2 過冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變 三 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 奧氏體含碳量對殘余奧氏體數(shù)量的影響 46 2020 4 24 2 過冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變馬氏體的組織形態(tài) 板條狀 低碳馬氏體 0 2 C 30 50HRC 9 17 三 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 47 2020 4 24 2 過冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變 三 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 低碳板條馬氏體組織金相圖 48 2020 4 24 2 過冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變馬氏體的組織形態(tài) 針 片狀 高碳馬氏體 1 C 66HRC左右 1 三 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 49 2020 4 24 2 過冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變 三 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 高碳針片狀馬氏體組織金相圖 50 2020 4 24 2 過冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變馬氏體的性能主要取決于馬氏體中的碳濃度 三 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 高碳針片狀馬氏體組織金相圖 51 2020 4 24 2 過冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變影響TTT曲線的形狀和位置的因素 奧氏體中含碳量的影響 含碳量越高 曲線右移 奧氏體中合金元素的影響 除Co和Al外 所有合金元素溶入奧氏體中會使曲線右移 加熱溫度和保溫時間的影響 加熱溫度越高 保溫時間越長 碳化物溶解充分 奧氏體成分均勻 提高了過冷奧氏體的穩(wěn)定性 從而使TTT曲線向右移 三 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 52 2020 4 24 3 過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 1 CCT曲線 三 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 53 2020 4 24 3 過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 1 CCT曲線 共析碳鋼 三 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 54 2020 4 24 過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖又稱CCT曲線 是通過測定不同冷速下過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變量獲得的 共析鋼的CCT曲線沒有貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū) 在珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)之下多了一條轉(zhuǎn)變中止線 當連續(xù)冷卻曲線碰到轉(zhuǎn)變中止線時 珠光體轉(zhuǎn)變中止 余下的奧氏體一直保持到Ms以下轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體 a 爐冷 珠光體轉(zhuǎn)變b 空冷 索氏體轉(zhuǎn)變c 油冷 Vk Vk 馬氏體轉(zhuǎn)變 3 過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 1 CCT曲線 共析碳鋼 55 2020 4 24 熱處理 普通 整體 熱處理 表面熱處理 退火 正火 淬火 回火 表面淬火 表面化學熱處理 感應(yīng)加熱表面淬火 火焰加熱表面淬火 激光加熱表面淬火等 滲碳 滲氮 碳氮共滲 滲金屬等 熱處理 56 2020 4 24 四把火 退火 把鋼加熱到一定溫度并在此溫度下保溫 然后緩慢冷卻到室溫 目的 降低硬度 改善切削加工性 消除殘余應(yīng)力 穩(wěn)定尺寸 減少變形與裂紋傾向正火 將鋼件加熱到臨界溫度 Ac3或Acm 以上30 50 保溫適當時間后 在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝 目的 晶粒細化和碳化物分布均勻化 去除材料的內(nèi)應(yīng)力 降低材料的硬度 57 2020 4 24 四把火 淬火 將鋼件加熱到臨界點以上某一溫度 保持一定的時間 然后以適當速度在水 油 中冷卻以獲得馬氏體或貝氏體組織的熱處理工藝 目的 得到馬氏體或貝氏體組織 然后配合以不同溫度的回火 以大幅提高鋼的強度 硬度 耐磨性 疲勞強度以及韌性等回火 鋼件淬硬后 再加熱到臨界溫度以下的某一溫度 保溫一定時間 然后冷卻到室溫的熱處理工藝稱 目的 減少或消除淬火內(nèi)應(yīng)力 防止工件變形或開裂 獲得工藝要求的力學性能 穩(wěn)定工件尺寸 58 2020 4 24 為簡明表示熱處理的基本工藝過程 通常用溫度 時間坐標繪出熱處理工藝曲線 熱處理的工藝曲線表示方式 59 2020 4 24 退火 降低鋼的硬度 提高塑性 以利于切削加工及冷變形加工 細化晶粒 消除因鑄 鍛 焊引起的組織缺陷 均勻鋼的組織和成分 改善鋼的性能或為以后的熱處理作組織準備 消除鋼中的內(nèi)應(yīng)力 以防止變形和開裂 退火目的 退火工藝種類 完全退火 等溫退火 球化退火 擴散退火 去應(yīng)力退火 再結(jié)晶退火 60 2020 4 24 加熱至AC3以上20 30 充分保溫后隨爐冷卻或爐冷至500 600 后空冷 退火組織為鐵素體 珠光體 目的 1 通過完全重結(jié)晶 使熱加工造成的粗大 不均勻的組織均勻化和細化 提高性能 2 中碳以上的碳鋼得到接近平衡狀態(tài)的組織 以降低硬度 改善切削加工性能 3 消除內(nèi)應(yīng)力 只適用于亞共析鋼 對過共析鋼完全退火會造成Fe3C 沿晶界析出并形成網(wǎng)狀 使韌性下降 1 完全退火 61 2020 4 24 臨界溫度與實際轉(zhuǎn)變溫度鐵碳相圖中PSK GS ES線分別用A1 A3 Acm表示 實際加熱或冷卻時存在滯后現(xiàn)象 因此將鋼加熱時的實際轉(zhuǎn)變溫度分別用Ac1 Ac3 Accm表示 冷卻時的實際轉(zhuǎn)變溫度分別用Ar1 Ar3 Arcm表示 62 2020 4 24 奧氏體化后快速冷至某一溫度 再經(jīng)恒溫處理 使其發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變 然后再以稍快方式冷卻的一種工藝 等溫退火組織與硬度比完全退火更為均勻 目的 與完全退火相同 能獲得均勻的預(yù)期組織 等溫溫度一般靠近 TTT 曲線鼻子溫度 因此溫度過冷奧氏體分解轉(zhuǎn)變孕育期最短 轉(zhuǎn)變所需時間最短 對于過冷奧氏體穩(wěn)定的鋼種 等溫退火可顯著縮短退火周期 2 等溫退火 63 2020 4 24 使鋼中滲碳體球化的一種熱處理工藝 主要應(yīng)用于過共析鋼和共析鋼 加熱溫度略高于Ac1 然后緩慢冷卻到600 550 再出爐冷卻 組織為鐵素體基體上分布著細小均勻的球狀滲碳體 目的 使二次滲碳體及珠光體中的滲碳體球化 以降低硬度 改善切削加工性能 并為淬火作組織準備 退火前正火將網(wǎng)狀滲碳體破碎 需要較長的保溫時間來保證二次滲碳體的自發(fā)球化 3 球化退火 64 2020 4 24 加熱至Ac3或Accm以上150 300 保溫10 15h 爐冷 常應(yīng)用于鑄錠 鑄鋼件熱處理 目的 消除由于鑄錠 鑄件的枝晶偏析引起的化學成分不均勻 組織不均勻 加熱溫度高 時間長 奧氏體晶粒非常粗大 還應(yīng)再進行完全退火或正火以便細化晶粒 該工藝缺點耗能大 成本高 4 擴散退火 65 2020 4 24 5 去應(yīng)力退火 將工件隨爐緩慢加熱至500 600 經(jīng)保溫后 爐冷至200 300 后空冷的工藝 目的 消除鑄件 焊件及冷變形件加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力 防止工件變形開裂 66 2020 4 24 將經(jīng)過冷加工變形的金屬加熱至650 700 再結(jié)晶溫度以上100 150 保溫后空冷 目的 使冷加工金屬發(fā)生再結(jié)晶 形成新的等軸晶粒 消除內(nèi)應(yīng)力 6 再結(jié)晶退火 67 2020 4 24 低溫 再結(jié)晶 去應(yīng)力 擴散 球化 完全 相圖中各種退火工藝的加熱溫區(qū)示意圖 68 2020 4 24 鋼件加熱到Ac3 對于亞共析鋼 和Accm 對于過共析鋼 以上30 80 保溫適當時間后 空冷 正火后的組織 亞共析鋼為F S 共析鋼為S 過共析鋼為S Fe3CII目的 組織正?；?亦稱?；幚?正火 69 2020 4 24 一般應(yīng)用 1 最終熱處理 正火可以細化晶粒 使組織均勻化 減少亞共析鋼中鐵素體含量 使珠光體含量增多并細化 從而提高鋼的強度 硬度和韌性 2 預(yù)先熱處理 截面較大的合金結(jié)構(gòu)鋼件 在淬火或調(diào)質(zhì)處理 淬火加高溫回火 前常進行正火 以消除魏氏組織和帶狀組織 并獲得細小而均勻的組織 對于過共析鋼可減少二次滲碳體量 并使其不形成連續(xù)網(wǎng)狀 為球化退火作組織準備 3 改善切削加工性能 70 2020 4 24 加熱溫度為Ac3以上30 50 加熱溫度過高 奧氏體晶粒粗大 淬火得到馬氏體針片尺寸大 應(yīng)力大 脆性大 加熱溫度偏低如在Ac1 Ac3之間 則淬火后有殘余鐵素體存在 鋼的硬度不均勻 強度及硬度偏低 1 淬火加熱溫度 亞共析鋼淬火 淬火 71 2020 4 24 過共析鋼淬火 加熱溫度為Ac1以上30 50 組織為奧氏體及未完全溶解的球狀滲碳體 淬火后為馬氏體加球狀滲碳體 這種組織有較高的硬度 淬火溫度過高 高于Accm 則先共析滲碳體全部溶入奧氏體中 冷卻后馬氏體針尺寸大 由于含碳量高 MS點降低 淬火后殘余奧氏體體積分數(shù)增多 淬火加熱溫度偏低 甚至未實現(xiàn)奧氏體化 淬火后不能轉(zhuǎn)變成馬氏體 72 2020 4 24 2 淬火介質(zhì) 淬火時所用的冷卻劑為淬火介質(zhì) 常用的淬火介質(zhì)有水 機油及鹽水 堿水等 水和油都不是理想淬火劑 淬透性差的碳鋼通常把水作為淬火介質(zhì) 油常做為淬透性較高的合金鋼的淬火介質(zhì) 73 2020 4 24 淬硬性 不同成分鋼的半馬氏體硬度主要取決于鋼的含碳量 而與合金元素含量關(guān)系不大 淬透性是鋼的本質(zhì)屬性 與試樣尺寸及形狀無關(guān) 淬透性 表示鋼淬火時形成馬氏體的能力 一般用淬透層深度來表示 通常規(guī)定 由表面至半馬氏體層的距離作為淬透層深度 74 2020 4 24 理想