鋼的熱處理原理(1)

1、重點(diǎn)：重點(diǎn)：熱處理組織性能轉(zhuǎn)變熱處理組織性能轉(zhuǎn)變 難點(diǎn)：難點(diǎn)：熱處理原理熱處理原理 要求：要求：工作條件工作條件-性能性能-組織組織 -熱處理工藝。熱處理工藝。 第六章第六章 鋼的熱處理原理鋼的熱處理原理 6-1 6-1 熱處理概述熱處理概述 6-2 6-2 鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變 第六章第六章 鋼的熱處理原理鋼的熱處理原理 6-3 6-3 鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變 一、熱處理的概念一、熱處理的概念 將材料在一定的介質(zhì)將材料在一定的介質(zhì) 中中加熱、保溫、冷卻加熱、保溫、冷卻，以，以 改變其整體或表面的改變其整體或表面的組織組織， 從而獲得所需從而獲得所需性能性能的一種的一種

2、熱加工工藝。熱加工工藝。 6-1 熱處理概述熱處理概述 二、熱處理的作用二、熱處理的作用 汽車齒輪零件汽車齒輪零件 熱處理熱處理可改善性能且不改變形狀可改善性能且不改變形狀，應(yīng)用十分廣泛。，應(yīng)用十分廣泛。 例如：例如： 機(jī)床制造中機(jī)床制造中60-70%60-70%的零件需熱處理；的零件需熱處理； 汽車制造中需熱處理的零件多達(dá)汽車制造中需熱處理的零件多達(dá)70-80%70-80%； 工模具及滾動(dòng)軸承，工模具及滾動(dòng)軸承，100%100%需要熱處理。需要熱處理。 重要機(jī)械零件一般都必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?。重要機(jī)械零件一般都必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚怼?三、熱處理的應(yīng)用三、熱處理的應(yīng)用 加熱和冷卻時(shí)鋼的臨界溫度

3、的變化加熱和冷卻時(shí)鋼的臨界溫度的變化 1 原子擴(kuò)散原子擴(kuò)散 2 固態(tài)相變固態(tài)相變 Ar3 Arcm Ar1 Ac3 Accm Ac1 Wc（%） 溫溫 度度 A3 Acm A1 A F+PP+ Fe3CP 注：注：鋼的熱處理加鋼的熱處理加 熱工藝的制定通常熱工藝的制定通常 參考參考Fe-C相圖。相圖。 四、熱處理的理論基礎(chǔ)四、熱處理的理論基礎(chǔ) 1.1.根據(jù)工藝參數(shù)及組織轉(zhuǎn)變特征不同分為：根據(jù)工藝參數(shù)及組織轉(zhuǎn)變特征不同分為： 普通熱處理：普通熱處理： 包括退火、正火、淬火、回火。包括退火、正火、淬火、回火。 表面熱處理：表面熱處理： 包括表面淬火包括表面淬火( (感應(yīng)加熱表面淬火，火焰加熱表面淬

4、火感應(yīng)加熱表面淬火，火焰加熱表面淬火) ) 及化學(xué)熱處理及化學(xué)熱處理( (滲碳，滲氮滲碳，滲氮) )等。等。 其它熱處理：其它熱處理： 真空熱處理、可控氣氛熱處理、形變熱處理等。真空熱處理、可控氣氛熱處理、形變熱處理等。 五、熱處理的分類五、熱處理的分類 五、熱處理的分類五、熱處理的分類 曲軸曲軸 6-2 鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變 目的：目的：獲得細(xì)小均勻的奧氏體。獲得細(xì)小均勻的奧氏體。 1、形成過程、形成過程 （一）奧氏體的形成（共析鋼）（一）奧氏體的形成（共析鋼） Ac3 Accm Ac1 Wc（%） 溫溫 度度 A F+PP+ Fe3CP 2、奧氏體形成條件、奧氏體形成條件 1）

5、溫度條件：）溫度條件： 加熱溫度高于加熱溫度高于Ac1 2）時(shí)間條件：）時(shí)間條件： 在在Ac1以上保溫足夠的時(shí)間。以上保溫足夠的時(shí)間。 3、奧氏體的晶粒度、奧氏體的晶粒度 1）晶粒度的概念）晶粒度的概念 表示晶粒的大小的程度。表示晶粒的大小的程度。 2）晶粒度等級）晶粒度等級 奧氏體晶粒度分為奧氏體晶粒度分為8級。級。 3）晶粒度等級評定）晶粒度等級評定 對比法和測量法。對比法和測量法。 Ac3 Accm Ac1 Wc（%） 溫溫 度度 A F+PP+ Fe3CP 1、加熱溫度、加熱溫度 以相圖為參考，結(jié)合熱處以相圖為參考，結(jié)合熱處 理類型及鋼的具體成分來確定。理類型及鋼的具體成分來確定。 2

6、、加熱時(shí)間、加熱時(shí)間 確定升溫時(shí)間和保溫時(shí)間。確定升溫時(shí)間和保溫時(shí)間。 一、鋼的冷卻方式一、鋼的冷卻方式 650 600 550 350 A1 MS Mf 時(shí)間時(shí)間 P S T B上 上 B下 下 M M+A AP AS AT AB上 上 AB下 下 AM 過冷過冷A 過冷過冷A 過冷過冷A 過冷過冷A 過冷過冷A （三）兩種等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織和性能（三）兩種等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織和性能 （1）珠光體類型轉(zhuǎn)變）珠光體類型轉(zhuǎn)變 過冷過冷A在臨界溫度在臨界溫度A1以以 下比較高的溫度范圍內(nèi)進(jìn)下比較高的溫度范圍內(nèi)進(jìn) 行的轉(zhuǎn)變。是典型的行的轉(zhuǎn)變。是典型的擴(kuò)散擴(kuò)散 型相變型相變。 （2）珠光體組織）珠光體組

7、織 由由鐵素體和滲碳體鐵素體和滲碳體兩相兩相 組成的機(jī)械混合物，通常組成的機(jī)械混合物，通常 呈片層狀。呈片層狀。 1. 珠光體類型組織與性能珠光體類型組織與性能 （3 3）分類：）分類： 根據(jù)珠光體片間距的大小，可分為根據(jù)珠光體片間距的大小，可分為 三種三種: :珠光體、索氏體、屈氏體珠光體、索氏體、屈氏體。 珠光體、索氏體、屈氏體之間珠光體、索氏體、屈氏體之間無本質(zhì)區(qū)別無本質(zhì)區(qū)別，其形成溫，其形成溫 度也度也無嚴(yán)格界線無嚴(yán)格界線，只是其片層厚薄和間距不同。，只是其片層厚薄和間距不同。 綜合性能好，綜合性能好，可制作性能要求不高的零件。可制作性能要求不高的零件。 性能主要取決于片層間距的大?。?/p>

8、性能主要取決于片層間距的大?。?片層間距愈小，片層間距愈小， 其強(qiáng)度、硬度愈高，同時(shí)塑性、韌性也有所改善。其強(qiáng)度、硬度愈高，同時(shí)塑性、韌性也有所改善。 （4）機(jī)械性能）機(jī)械性能 （2 2）貝氏體的力學(xué)性能）貝氏體的力學(xué)性能 上貝氏體：上貝氏體： 強(qiáng)度和韌性較低。強(qiáng)度和韌性較低。 下貝氏體：下貝氏體： 不但強(qiáng)度高，而且韌性也好。不但強(qiáng)度高，而且韌性也好。 （3 3）應(yīng)用）應(yīng)用 上貝氏體：上貝氏體：無應(yīng)用價(jià)值，工藝上應(yīng)避免。無應(yīng)用價(jià)值，工藝上應(yīng)避免。 下貝氏體下貝氏體： 綜合性能好綜合性能好；應(yīng)用較多；應(yīng)用較多； 通通 過過等溫淬火等溫淬火工藝獲得。工藝獲得。 Vk (三三)碳鋼過冷奧氏體碳鋼過冷

9、奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 消除方法：消除方法：冷處理冷處理。 片狀馬氏體片狀馬氏體板條馬氏體板條馬氏體 （4）馬氏體的組織形態(tài)）馬氏體的組織形態(tài) a.低碳鋼：低碳鋼：板條馬氏體板條馬氏體 b.高碳鋼：高碳鋼：片狀馬氏體片狀馬氏體 c.中碳鋼：中碳鋼：混合馬氏體混合馬氏體 片狀馬氏體：片狀馬氏體：脆性較大。脆性較大。 主要原因是含碳量高、晶主要原因是含碳量高、晶 格畸變大，存在許多顯微裂紋。格畸變大，存在許多顯微裂紋。 板條馬氏體：板條馬氏體： 有有較好的塑、韌性較好的塑、韌性。 V VK K 將將冷卻曲線與冷卻曲線與C曲線疊加曲線疊加，可確定鋼冷卻后的組織，可確定鋼冷卻后的組織 與性能，是制定熱處理工藝的理論依據(jù)。與性能，是制定熱處理工藝的理論依據(jù)。 P 均勻均勻A 細(xì)細(xì)A A1 MS Mf 時(shí)間時(shí)間 P S M+AT+M+A 內(nèi)容回顧：內(nèi)容回顧： 2 連續(xù)冷卻連續(xù)冷卻1 等溫冷卻等溫冷卻 650 600 550 350 A1 MS Mf 時(shí)間時(shí)間 P S T B上 上 B下 下 AP AS AT AB上 上 AB下 下 過冷過冷A 過冷過冷A 過冷過