6第六章鋼的熱處理ppt課件

1、l改善鋼的性能，主要有兩條途徑：改善鋼的性能，主要有兩條途徑：l一是合金化，這是下幾章研討的內(nèi)容；一是合金化，這是下幾章研討的內(nèi)容；l二是熱處置，這是本章要研討的內(nèi)容。二是熱處置，這是本章要研討的內(nèi)容。 l1、熱處置、熱處置: 是指將鋼在固態(tài)下加熱、是指將鋼在固態(tài)下加熱、保溫暖冷卻保溫暖冷卻, 以改動鋼的組織構(gòu)造以改動鋼的組織構(gòu)造, 獲得所需求性能的一種工藝獲得所需求性能的一種工藝.l為簡明表示熱處置的根本工藝過程，通常用溫度為簡明表示熱處置的根本工藝過程，通常用溫度時間坐時間坐標(biāo)繪出熱處置工藝曲線。標(biāo)繪出熱處置工藝曲線。 l熱處置是一種重要的加工工藝，在制造業(yè)被廣泛熱處置是一種重要的加工工藝

2、，在制造業(yè)被廣泛運(yùn)用。運(yùn)用。l在機(jī)床制造中約在機(jī)床制造中約6070%的零件要經(jīng)過熱處置。的零件要經(jīng)過熱處置。l在汽車、遷延機(jī)制造業(yè)中需在汽車、遷延機(jī)制造業(yè)中需熱處置的零件達(dá)熱處置的零件達(dá)7080 %。l模具、滾動軸承模具、滾動軸承100%需經(jīng)需經(jīng)過熱處置。過熱處置。l總之，重要零件都需適當(dāng)熱總之，重要零件都需適當(dāng)熱處置后才干運(yùn)用。處置后才干運(yùn)用。 滾動軸承滾動軸承l(wèi)2、熱處置特點、熱處置特點: 熱處置區(qū)別于其他加工工藝如鑄造、壓力熱處置區(qū)別于其他加工工藝如鑄造、壓力加工等的特點是只經(jīng)過改動工件的組織來改動性能，而不加工等的特點是只經(jīng)過改動工件的組織來改動性能，而不改動其外形。改動其外形。 l3

3、、熱處置適用范圍、熱處置適用范圍:只適用于固態(tài)下發(fā)生相變的資料，不只適用于固態(tài)下發(fā)生相變的資料，不發(fā)生固態(tài)相變的資料不能用熱處置強(qiáng)化。發(fā)生固態(tài)相變的資料不能用熱處置強(qiáng)化。 l4、熱處置分類、熱處置分類 l熱處置原理：描畫熱處置時鋼中組織轉(zhuǎn)變的規(guī)律稱熱處置原熱處置原理：描畫熱處置時鋼中組織轉(zhuǎn)變的規(guī)律稱熱處置原理。理。l熱處置工藝：根據(jù)熱處置原理制定的溫度、時間、介質(zhì)等參熱處置工藝：根據(jù)熱處置原理制定的溫度、時間、介質(zhì)等參數(shù)稱熱處置工藝。數(shù)稱熱處置工藝。l依加熱、冷卻方式等不同，將熱處置工藝分類如下：依加熱、冷卻方式等不同，將熱處置工藝分類如下：外表淬火外表淬火感應(yīng)加熱、火焰加感應(yīng)加熱、火焰加熱、

4、熱、 激光加熱、電接觸加熱激光加熱、電接觸加熱等等 普通熱處置普通熱處置外表熱處置外表熱處置熱處置熱處置退火退火正火正火淬火淬火回火回火化學(xué)熱處置化學(xué)熱處置滲碳、氮化、碳氮滲碳、氮化、碳氮共滲、滲其他元素等共滲、滲其他元素等l5、預(yù)備熱處置與最終熱處置、預(yù)備熱處置與最終熱處置l預(yù)備熱處置預(yù)備熱處置為隨后的加工冷拔、沖壓、切削為隨后的加工冷拔、沖壓、切削或進(jìn)一步熱處置作預(yù)備的熱處置?；蜻M(jìn)一步熱處置作預(yù)備的熱處置。l最終熱處置最終熱處置賦予工件所要求的運(yùn)用性能的熱處置賦予工件所要求的運(yùn)用性能的熱處置.預(yù)備熱處置預(yù)備熱處置最終熱處置最終熱處置W18Cr4V鋼熱處置工藝曲線鋼熱處置工藝曲線時間時間溫度

5、溫度/ 冷卻時的實踐轉(zhuǎn)變溫度分冷卻時的實踐轉(zhuǎn)變溫度分別用別用Ar1、Ar3、Arcm表示表示.因加熱冷卻速度直接影響轉(zhuǎn)因加熱冷卻速度直接影響轉(zhuǎn)變溫度，因此普通手冊中變溫度，因此普通手冊中的數(shù)據(jù)是以的數(shù)據(jù)是以30-50/h的速的速度加熱或冷卻時測得的度加熱或冷卻時測得的.l6、臨界溫度與實踐轉(zhuǎn)變溫度、臨界溫度與實踐轉(zhuǎn)變溫度l鐵碳相圖中鐵碳相圖中PSK、GS、ES線分別用線分別用A1、A3、Acm表示表示.l實踐加熱或冷卻時存在著過冷或過熱景象，因此將實踐加熱或冷卻時存在著過冷或過熱景象，因此將鋼加熱時的實踐轉(zhuǎn)變溫度分別用鋼加熱時的實踐轉(zhuǎn)變溫度分別用Ac1、Ac3、Accm表示表示;l加熱是熱處置

6、的第一道工序。加熱分兩種：一種是在加熱是熱處置的第一道工序。加熱分兩種：一種是在A1以下以下加熱，不發(fā)生相變；另一種是在臨界點以上加熱，以獲得均加熱，不發(fā)生相變；另一種是在臨界點以上加熱，以獲得均勻的奧氏體組織，稱奧氏體化。勻的奧氏體組織，稱奧氏體化。l一、奧氏體的構(gòu)成過程一、奧氏體的構(gòu)成過程l 奧氏體化也是形核和長大的過程，分為四步。現(xiàn)以共析鋼奧氏體化也是形核和長大的過程，分為四步?，F(xiàn)以共析鋼為例闡明：為例闡明： 第一步第一步 奧氏體晶核構(gòu)成奧氏體晶核構(gòu)成: 首先在首先在與與Fe3C相界形核相界形核.第二步第二步 奧氏體晶核長大：奧氏體晶核長大： 晶核經(jīng)過碳原子的分散向晶核經(jīng)過碳原子的分散向

7、 和和Fe3C方向長大。方向長大。第三步第三步 剩余剩余Fe3C 溶解：鐵素體的成分、構(gòu)造更接近于奧氏溶解：鐵素體的成分、構(gòu)造更接近于奧氏體，因此先消逝。剩余的體，因此先消逝。剩余的Fe3C隨保溫時間延伸繼續(xù)溶解直隨保溫時間延伸繼續(xù)溶解直至消逝。至消逝。第四步第四步 奧氏體成分均勻化奧氏體成分均勻化: Fe3C溶解后，其所在部位碳含量溶解后，其所在部位碳含量仍很高，經(jīng)過長時間保溫使奧氏體成分趨于均勻。仍很高，經(jīng)過長時間保溫使奧氏體成分趨于均勻。 二、二、 亞共析鋼和過共析鋼的奧氏亞共析鋼和過共析鋼的奧氏體化過程。但由于先共析體化過程。但由于先共析 或或二次二次Fe3C的存在的存在, 要獲得全部

8、奧要獲得全部奧氏體組織氏體組織, 必需相應(yīng)加熱到必需相應(yīng)加熱到Ac3或或 Accm以上以上.l加熱溫度和保溫時間加熱溫度和保溫時間:加熱溫度高、保溫時間長加熱溫度高、保溫時間長, 晶粒粗晶粒粗大大.l加熱速度加熱速度: 速度越快速度越快, 過熱度越大過熱度越大, 形核率越高形核率越高, 晶粒越細(xì)晶粒越細(xì).l合金元素：妨礙奧氏體晶粒長大的元素：合金元素：妨礙奧氏體晶粒長大的元素：Ti、V、Nb、 Ta、Zr、W、Mo、Cr、Al等碳化物和氮化物構(gòu)成元素。等碳化物和氮化物構(gòu)成元素。l 促進(jìn)奧氏體晶粒長大的元素：促進(jìn)奧氏體晶粒長大的元素：Mn、P、C、N。l 原始組織原始組織: 平衡形狀的組織有利于

9、獲得細(xì)晶粒。奧氏體晶平衡形狀的組織有利于獲得細(xì)晶粒。奧氏體晶粒粗大，冷卻后的組織也粗大，降低鋼的常溫力學(xué)性能，尤粒粗大，冷卻后的組織也粗大，降低鋼的常溫力學(xué)性能，尤其是塑性。因此加熱得到細(xì)而均勻的奧氏體晶粒是熱處置的其是塑性。因此加熱得到細(xì)而均勻的奧氏體晶粒是熱處置的關(guān)鍵問題之一。關(guān)鍵問題之一。l1、奧氏體晶粒度、奧氏體晶粒度l奧氏體化剛終了時的晶粒度稱起奧氏體化剛終了時的晶粒度稱起始晶粒度，此時晶粒細(xì)小均勻。始晶粒度，此時晶粒細(xì)小均勻。l隨加熱溫度升高或保溫時間延伸，隨加熱溫度升高或保溫時間延伸，奧氏體晶粒將進(jìn)一步長大，這也奧氏體晶粒將進(jìn)一步長大，這也是一個自發(fā)的過程。奧氏體晶粒是一個自發(fā)的

10、過程。奧氏體晶粒長大過程與再結(jié)晶晶粒長大過程長大過程與再結(jié)晶晶粒長大過程一樣。一樣。四、奧氏體的晶粒度及長大四、奧氏體的晶粒度及長大l在給定溫度下奧氏體的晶粒度稱實在給定溫度下奧氏體的晶粒度稱實踐晶粒度。踐晶粒度。l加熱時奧氏體晶粒的長大傾向稱本加熱時奧氏體晶粒的長大傾向稱本質(zhì)晶粒度。質(zhì)晶粒度。l通常將鋼加熱到通常將鋼加熱到940 10奧氏體奧氏體化后，設(shè)法把奧氏體晶粒保管到室化后，設(shè)法把奧氏體晶粒保管到室 溫來判別。溫來判別。 晶粒度為晶粒度為1-4 級的是級的是本質(zhì)粗晶粒鋼本質(zhì)粗晶粒鋼, 5-8 級的是本質(zhì)細(xì)晶級的是本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。前者晶粒長大傾向大，后者粒鋼。前者晶粒長大傾向大，后者晶粒長

11、大傾向小。晶粒長大傾向小。 l冷卻是熱處置更重要的工序。冷卻是熱處置更重要的工序。l過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物及轉(zhuǎn)變過過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物及轉(zhuǎn)變過程程: 處于臨界點處于臨界點A1以下的奧氏體以下的奧氏體稱過冷奧氏體。過冷奧氏體是非稱過冷奧氏體。過冷奧氏體是非穩(wěn)定組織，遲早要發(fā)生轉(zhuǎn)變。隨穩(wěn)定組織，遲早要發(fā)生轉(zhuǎn)變。隨過冷度不同，過冷奧氏體將發(fā)生過冷度不同，過冷奧氏體將發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變、貝氏體轉(zhuǎn)變和馬氏珠光體轉(zhuǎn)變、貝氏體轉(zhuǎn)變和馬氏體轉(zhuǎn)變?nèi)N類型轉(zhuǎn)變。體轉(zhuǎn)變?nèi)N類型轉(zhuǎn)變。兩種冷卻方式表示圖兩種冷卻方式表示圖1等溫處置等溫處置2延續(xù)冷卻延續(xù)冷卻A1過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變方式有等溫轉(zhuǎn)變和延續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變兩種。過冷奧氏體的轉(zhuǎn)

12、變方式有等溫轉(zhuǎn)變和延續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變兩種。l過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變圖過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變圖是表示奧氏體急速冷卻到是表示奧氏體急速冷卻到臨界點臨界點A1 以下在各不同以下在各不同溫度下的保溫過程中轉(zhuǎn)變溫度下的保溫過程中轉(zhuǎn)變量與轉(zhuǎn)變時間的關(guān)系曲線量與轉(zhuǎn)變時間的關(guān)系曲線.又稱又稱C 曲線、曲線、S 曲線或曲線或TTT曲線。曲線。l1、C曲線的建立曲線的建立l以共析鋼為例：以共析鋼為例：二、過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變圖二、過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變圖A1l取一批小試樣并進(jìn)展奧氏體化.l將試樣分組淬入低于A1 點的不同溫度的鹽浴中,隔一定時間取一試樣淬入水中。 l測定每個試樣的轉(zhuǎn)變量，確定各溫度下轉(zhuǎn)變量與轉(zhuǎn)變時間的關(guān)系。l

13、將各溫度下轉(zhuǎn)變開場時間及終了時間標(biāo)在溫度時間坐標(biāo)中，并分別連線。l轉(zhuǎn)變開場點的連線稱轉(zhuǎn)變開場線。轉(zhuǎn)變終了點的連線稱轉(zhuǎn)變終了線。lA1-Ms 間及轉(zhuǎn)間及轉(zhuǎn)變開場線以左變開場線以左的區(qū)域為過冷的區(qū)域為過冷奧氏體區(qū)。奧氏體區(qū)。l轉(zhuǎn)變終了線以轉(zhuǎn)變終了線以右及右及Mf以下為以下為轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)。轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)。l兩線之間及兩線之間及Ms與與Mf之間為轉(zhuǎn)之間為轉(zhuǎn)變區(qū)。變區(qū)。時間時間溫度溫度A1MSMfA過冷過冷PBMAMABAP轉(zhuǎn)變開場線轉(zhuǎn)變開場線轉(zhuǎn)變終了線轉(zhuǎn)變終了線奧氏體奧氏體l2、C 曲線的分析曲線的分析l 轉(zhuǎn)變開場線與縱坐標(biāo)之間的間轉(zhuǎn)變開場線與縱坐標(biāo)之間的間隔為孕育期。隔為孕育期。l孕育期越小，過冷奧氏體穩(wěn)

14、定性孕育期越小，過冷奧氏體穩(wěn)定性越差越差.l孕育期最小處稱孕育期最小處稱C 曲線的曲線的“鼻尖鼻尖。碳鋼鼻尖處的溫度為。碳鋼鼻尖處的溫度為550。在鼻尖以上在鼻尖以上, 溫度較高，相變驅(qū)溫度較高，相變驅(qū)動力小動力小.l在鼻尖以下，溫度較低，分散困在鼻尖以下，溫度較低，分散困難。從而使奧氏體穩(wěn)定性添加。難。從而使奧氏體穩(wěn)定性添加。 l C曲線明確表示了過冷奧氏體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。在不同溫度下的等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。l 珠光體轉(zhuǎn)變珠光體轉(zhuǎn)變l1、珠光體的組織形狀及性能、珠光體的組織形狀及性能l過冷奧氏體在過冷奧氏體在 A1到到 550間將轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w類型組織，它是間將轉(zhuǎn)變

15、為珠光體類型組織，它是鐵素體與滲碳體片層相間的機(jī)械混合物，根據(jù)片層厚薄不同鐵素體與滲碳體片層相間的機(jī)械混合物，根據(jù)片層厚薄不同,又細(xì)分為珠光體、索氏體和屈氏體又細(xì)分為珠光體、索氏體和屈氏體.三、過冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的織形狀及性能三、過冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的織形狀及性能 珠光體：珠光體：構(gòu)成溫度為構(gòu)成溫度為A1-650，片層較厚，片層較厚，500倍光鏡下可辨，用符號倍光鏡下可辨，用符號P表示表示. 硬度硬度HRC10-20光鏡下形貌光鏡下形貌電鏡下形貌電鏡下形貌三維珠光體好像放在水中的包心菜三維珠光體好像放在水中的包心菜l 索氏體索氏體l構(gòu)成溫度為構(gòu)成溫度為650 600，片層較薄，片層較薄. 800

16、-1000倍光鏡下可辨，用符號倍光鏡下可辨，用符號S 表示。表示。HRC20-30電鏡形貌電鏡形貌光鏡形貌光鏡形貌l屈氏體屈氏體l構(gòu)成溫度為構(gòu)成溫度為600-550，片層極薄，電，片層極薄，電鏡下可辨，用符號鏡下可辨，用符號T 表示。表示。 HRC30-40電鏡形貌電鏡形貌光鏡形貌光鏡形貌l珠光體、索氏體、屈氏體三種組織無本質(zhì)區(qū)別，珠光體、索氏體、屈氏體三種組織無本質(zhì)區(qū)別，只是形狀上的粗細(xì)之分，因此其界限也是相對的只是形狀上的粗細(xì)之分，因此其界限也是相對的.片間距片間距 bHRC l片間距越小，鋼的強(qiáng)度、片間距越小，鋼的強(qiáng)度、硬度越高，而塑性和韌性硬度越高，而塑性和韌性略有改善。略有改善。 l

17、2、珠光體轉(zhuǎn)變過程、珠光體轉(zhuǎn)變過程l珠光體轉(zhuǎn)變也是形核珠光體轉(zhuǎn)變也是形核和長大的過程。滲碳和長大的過程。滲碳體晶核首先在奧氏體體晶核首先在奧氏體晶界上構(gòu)成，在長大晶界上構(gòu)成，在長大過程中，其兩側(cè)奧氏過程中，其兩側(cè)奧氏體的含碳量下降，促體的含碳量下降，促進(jìn)了鐵素體形核，兩進(jìn)了鐵素體形核，兩者相間形核并長大，者相間形核并長大，構(gòu)成一個珠光體團(tuán)。構(gòu)成一個珠光體團(tuán)。珠光體轉(zhuǎn)變是分散型珠光體轉(zhuǎn)變是分散型轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)變。l 貝氏體轉(zhuǎn)變貝氏體轉(zhuǎn)變l1、貝氏體的組織形狀及性、貝氏體的組織形狀及性能能l過冷奧氏體在過冷奧氏體在550- 230 (Ms)間將轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w類型間將轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w類型組織，貝氏體用符號組織，

18、貝氏體用符號B表示。表示。l根據(jù)其組織形狀不同，貝氏根據(jù)其組織形狀不同，貝氏體又分為上貝氏體體又分為上貝氏體(B上上)和下和下貝氏體貝氏體(B下下).上貝氏體上貝氏體下貝氏體下貝氏體l 上貝氏體上貝氏體l構(gòu)成溫度為構(gòu)成溫度為550-350。l在光鏡下呈羽毛狀在光鏡下呈羽毛狀.l在電鏡下為不延續(xù)在電鏡下為不延續(xù)棒狀的滲碳體分布棒狀的滲碳體分布于自奧氏體晶界向于自奧氏體晶界向晶內(nèi)平行生長的鐵晶內(nèi)平行生長的鐵素體條之間。素體條之間。光鏡下光鏡下電鏡下電鏡下l下貝氏體下貝氏體l構(gòu)成溫度為構(gòu)成溫度為350-230(Ms)l在光鏡下呈竹葉狀。在光鏡下呈竹葉狀。光鏡下光鏡下電鏡下電鏡下l在電鏡下為細(xì)片狀碳化

19、物分在電鏡下為細(xì)片狀碳化物分布于鐵素體針內(nèi)，并與鐵素布于鐵素體針內(nèi)，并與鐵素體針長軸方向呈體針長軸方向呈55-60角。角。上貝氏體強(qiáng)度與塑性都較低，無適用價值。上貝氏體強(qiáng)度與塑性都較低，無適用價值。下貝氏體除了強(qiáng)度、硬度較高外，塑性、韌性也較好，即具下貝氏體除了強(qiáng)度、硬度較高外，塑性、韌性也較好，即具有良好的綜合力學(xué)性能，是消費(fèi)上常用的強(qiáng)化組織之一。有良好的綜合力學(xué)性能，是消費(fèi)上常用的強(qiáng)化組織之一。l2、貝氏體轉(zhuǎn)變過程、貝氏體轉(zhuǎn)變過程l貝氏體轉(zhuǎn)變也是形核和長大貝氏體轉(zhuǎn)變也是形核和長大的過程。的過程。l發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變時發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變時,首先在首先在奧氏體中的貧碳區(qū)構(gòu)成鐵素奧氏體中的貧碳區(qū)構(gòu)成鐵素

20、體晶核，其含碳量介于奧氏體晶核，其含碳量介于奧氏體與平衡鐵素體之間，為過體與平衡鐵素體之間，為過飽和鐵素體。飽和鐵素體。l當(dāng)轉(zhuǎn)變溫度較高當(dāng)轉(zhuǎn)變溫度較高550-350) 時，條片狀鐵素體從時，條片狀鐵素體從奧氏體晶界向晶內(nèi)平行生長，隨鐵素體條伸長和變奧氏體晶界向晶內(nèi)平行生長，隨鐵素體條伸長和變寬，其碳原子向條間奧氏體富集，最后在鐵素體條寬，其碳原子向條間奧氏體富集，最后在鐵素體條間析出間析出Fe3C短棒，奧氏體消逝，構(gòu)成短棒，奧氏體消逝，構(gòu)成B上上 。上貝氏體轉(zhuǎn)變過程上貝氏體轉(zhuǎn)變過程l當(dāng)轉(zhuǎn)變溫度較低當(dāng)轉(zhuǎn)變溫度較低350- 230) 時，鐵素體在晶界或晶內(nèi)某些晶面時，鐵素體在晶界或晶內(nèi)某些晶面上長

21、成針狀，由于碳原子分散才干低上長成針狀，由于碳原子分散才干低,其遷移不能跨越鐵素體片其遷移不能跨越鐵素體片的范圍，碳在鐵素體的一定晶面上以斷續(xù)碳化物小片的方式析出。的范圍，碳在鐵素體的一定晶面上以斷續(xù)碳化物小片的方式析出。 下貝氏體轉(zhuǎn)變下貝氏體轉(zhuǎn)變l貝氏體轉(zhuǎn)變屬半分散型轉(zhuǎn)變，即只需碳原子分散而鐵原貝氏體轉(zhuǎn)變屬半分散型轉(zhuǎn)變，即只需碳原子分散而鐵原子不分散，晶格類型改動是經(jīng)過切變實現(xiàn)的。子不分散，晶格類型改動是經(jīng)過切變實現(xiàn)的。 l 馬氏體轉(zhuǎn)變馬氏體轉(zhuǎn)變l當(dāng)奧氏體過冷到當(dāng)奧氏體過冷到 230 (Ms) 以下將轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏以下將轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體類型組織。體類型組織。l馬氏體轉(zhuǎn)變是強(qiáng)化鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變是強(qiáng)化鋼的

22、重要途徑之一。重要途徑之一。l1、馬氏體的晶體構(gòu)造、馬氏體的晶體構(gòu)造l碳在碳在 -Fe 中的過飽和中的過飽和固溶體稱馬氏體固溶體稱馬氏體, 用用M表表示示.馬氏體組織馬氏體組織l馬氏體轉(zhuǎn)變時，奧氏體中的碳全部保管到馬氏體中馬氏體轉(zhuǎn)變時，奧氏體中的碳全部保管到馬氏體中.l馬氏體具有體心正方晶格馬氏體具有體心正方晶格a=bcl軸比軸比c/a 稱馬氏體的正方度。稱馬氏體的正方度。l含含C% 越高，正方度越大，正方畸變越嚴(yán)重。越高，正方度越大，正方畸變越嚴(yán)重。l當(dāng)當(dāng)0.25%C時時, c/a=1, 此時馬氏體為體心立方晶格此時馬氏體為體心立方晶格.l2、馬氏體的形狀、馬氏體的形狀l馬氏體的形狀分板條和

23、針狀馬氏體的形狀分板條和針狀兩類。兩類。l 板條馬氏體板條馬氏體l立體形狀為細(xì)長的扁棒狀立體形狀為細(xì)長的扁棒狀l在光鏡下板條馬氏體為一束在光鏡下板條馬氏體為一束束的細(xì)條組織。束的細(xì)條組織。l每束內(nèi)條與條之間尺寸大致每束內(nèi)條與條之間尺寸大致一樣并呈平行陳列，一個奧一樣并呈平行陳列，一個奧氏體晶粒內(nèi)可構(gòu)成幾個取向氏體晶粒內(nèi)可構(gòu)成幾個取向不同的馬氏體束。不同的馬氏體束。光鏡下光鏡下電鏡下電鏡下在電鏡下，板條內(nèi)的亞構(gòu)造主要是高密度的位錯，在電鏡下，板條內(nèi)的亞構(gòu)造主要是高密度的位錯，=1012/cm2,又稱位錯馬氏體。又稱位錯馬氏體。l 針狀馬氏體針狀馬氏體l立體形狀為雙凸透鏡形的立體形狀為雙凸透鏡形的

24、片狀。顯微組織為針狀。片狀。顯微組織為針狀。l在電鏡下，亞構(gòu)造主要是在電鏡下，亞構(gòu)造主要是孿晶，又稱孿晶馬氏體。孿晶，又稱孿晶馬氏體。電鏡下電鏡下電鏡下電鏡下光鏡下光鏡下l 馬氏體的形狀主馬氏體的形狀主要取決于其含碳量要取決于其含碳量lC%小于小于0.2%時，組時，組織幾乎全部是板條馬織幾乎全部是板條馬氏體。氏體。lC%大于大于1.0%C時幾時幾乎全部是針狀馬氏體乎全部是針狀馬氏體.lC%在在0.21.0%之間之間為板條與針狀的混合為板條與針狀的混合組織。組織。馬氏體形狀與含碳量的關(guān)系馬氏體形狀與含碳量的關(guān)系0.45%C0.2%C1.2%C45鋼正常淬火組織鋼正常淬火組織l先構(gòu)成的馬氏體片橫貫

25、整個奧氏體晶粒，但不能穿先構(gòu)成的馬氏體片橫貫整個奧氏體晶粒，但不能穿過晶界和孿晶界。后構(gòu)成的馬氏體片不能穿過先構(gòu)過晶界和孿晶界。后構(gòu)成的馬氏體片不能穿過先構(gòu)成的馬氏體片，所以越是后構(gòu)成的馬氏體片越細(xì)小成的馬氏體片，所以越是后構(gòu)成的馬氏體片越細(xì)小.l原始奧氏體晶粒原始奧氏體晶粒細(xì)，轉(zhuǎn)變后的馬細(xì)，轉(zhuǎn)變后的馬氏體片也細(xì)。氏體片也細(xì)。l當(dāng)最大馬氏體片當(dāng)最大馬氏體片細(xì)到光鏡下無法細(xì)到光鏡下無法分辨時，該馬氏分辨時，該馬氏體稱隱晶馬氏體體稱隱晶馬氏體.l3、馬氏體的性能、馬氏體的性能l高硬度是馬氏體性能的主高硬度是馬氏體性能的主要特點。要特點。l馬氏體的硬度主要取決于馬氏體的硬度主要取決于其含碳量。其含碳

26、量。l含碳量添加，其硬度添加。含碳量添加，其硬度添加。l當(dāng)含碳量大于當(dāng)含碳量大于0.6%時，其時，其硬度趨于平緩。硬度趨于平緩。l合金元素對馬氏體硬度的合金元素對馬氏體硬度的影響不大。影響不大。馬氏體硬度、韌性與含碳量的關(guān)系馬氏體硬度、韌性與含碳量的關(guān)系C%馬氏體強(qiáng)化的主要緣由是過飽和碳引起的固溶強(qiáng)化馬氏體強(qiáng)化的主要緣由是過飽和碳引起的固溶強(qiáng)化.此外，此外，馬氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的組織細(xì)化也有強(qiáng)化作用。馬氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的組織細(xì)化也有強(qiáng)化作用。馬氏體的塑性和韌性主要取決于其亞構(gòu)造方式。針狀馬氏馬氏體的塑性和韌性主要取決于其亞構(gòu)造方式。針狀馬氏體脆性大，板條馬氏體的塑性和韌性較好。體脆性大，板條馬氏體的塑性

27、和韌性較好。l4、馬氏體轉(zhuǎn)變的特點、馬氏體轉(zhuǎn)變的特點l馬氏體轉(zhuǎn)變也是形核和長大過程。其主要特點是：馬氏體轉(zhuǎn)變也是形核和長大過程。其主要特點是：l無分散性無分散性 鐵和碳原子都不分散，因此馬氏體的含碳量與鐵和碳原子都不分散，因此馬氏體的含碳量與奧氏體的含碳量一樣。奧氏體的含碳量一樣。 共格切變性共格切變性由于無分散，晶格轉(zhuǎn)變是以切變機(jī)制進(jìn)由于無分散，晶格轉(zhuǎn)變是以切變機(jī)制進(jìn)展的。使切變部分的外形和體積發(fā)生變展的。使切變部分的外形和體積發(fā)生變化，引起相鄰?qiáng)W氏體隨之變形，在預(yù)先化，引起相鄰?qiáng)W氏體隨之變形，在預(yù)先拋光的外表上產(chǎn)生浮凸景象拋光的外表上產(chǎn)生浮凸景象. 馬氏體轉(zhuǎn)變切變表示圖馬氏體轉(zhuǎn)變切變表示圖

28、馬氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的外表浮凸馬氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的外表浮凸l 降溫構(gòu)成降溫構(gòu)成l馬氏體轉(zhuǎn)變開場的溫度稱上馬氏體點，用馬氏體轉(zhuǎn)變開場的溫度稱上馬氏體點，用Ms 表示表示.l馬氏體轉(zhuǎn)變終了的溫度稱下馬氏體點，用馬氏體轉(zhuǎn)變終了的溫度稱下馬氏體點，用Mf 表示表示.l只需溫度到達(dá)只需溫度到達(dá)Ms以下即發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。以下即發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。l在在Ms以下，隨溫度下降，轉(zhuǎn)變量添加，冷卻中斷，以下，隨溫度下降，轉(zhuǎn)變量添加，冷卻中斷，轉(zhuǎn)變停頓。轉(zhuǎn)變停頓。l高速長大高速長大l馬氏體構(gòu)成速度極快，瞬間形核，瞬間長大。馬氏體構(gòu)成速度極快，瞬間形核，瞬間長大。l當(dāng)一片馬氏體構(gòu)成時，能夠因撞擊作用使已構(gòu)成的當(dāng)一片馬氏體構(gòu)成時，能

29、夠因撞擊作用使已構(gòu)成的馬氏體產(chǎn)生裂紋。馬氏體產(chǎn)生裂紋。MfMsM(90%)M(50%) 轉(zhuǎn)變不完全轉(zhuǎn)變不完全即使冷卻到即使冷卻到Mf Mf 點，也不能夠獲得點，也不能夠獲得100%100%的馬氏體，總有部分奧氏體未能的馬氏體，總有部分奧氏體未能轉(zhuǎn)變而殘留下來，稱剩余奧氏體，用轉(zhuǎn)變而殘留下來，稱剩余奧氏體，用A A 或或 表示。表示。MsMs、Mf Mf 與冷速無關(guān)，主要取決于奧氏體中的合金元素含量包括碳含與冷速無關(guān)，主要取決于奧氏體中的合金元素含量包括碳含量。馬氏體轉(zhuǎn)變后，量。馬氏體轉(zhuǎn)變后，A A 量隨含碳量的添加而添加量隨含碳量的添加而添加, , 當(dāng)含碳量達(dá)當(dāng)含碳量達(dá)0.5%0.5%后，后，

30、A A量才顯著。量才顯著。轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變類型類型轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變產(chǎn)物產(chǎn)物形成溫形成溫度，度， 轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變機(jī)制機(jī)制顯微組織特征顯微組織特征HRC獲得獲得工藝工藝珠珠光光體體PA1650擴(kuò)擴(kuò)散散型型粗片狀，粗片狀，F(xiàn)、Fe3C相間分布相間分布5-20退火退火S650600細(xì)片狀，細(xì)片狀，F(xiàn)、Fe3C相間分布相間分布20-30正火正火T600550極細(xì)片狀，極細(xì)片狀，F(xiàn)、Fe3C相間分布相間分布30-40等溫等溫處理處理貝貝氏氏體體B上上550350半擴(kuò)半擴(kuò)散型散型羽毛狀，短棒狀羽毛狀，短棒狀Fe3C分布于分布于過飽和過飽和F條之間條之間40-50等溫等溫處理處理B下下350MS竹葉狀，細(xì)片狀竹葉狀，細(xì)片狀Fe3C

31、分布于分布于過飽和過飽和F針上針上50-60等溫等溫淬火淬火馬馬氏氏體體M*板條板條MSMf無擴(kuò)無擴(kuò)散型散型板條狀板條狀50淬火淬火M針針MSMf針狀針狀60-65淬火淬火l四、影響四、影響 C 曲線的要素曲線的要素l 成分的影響成分的影響 l 含碳量的影響：共析鋼的過冷奧氏體最穩(wěn)定，含碳量的影響：共析鋼的過冷奧氏體最穩(wěn)定，C曲線最靠右。曲線最靠右。Ms 與與Mf 點隨含碳量添加而下降。點隨含碳量添加而下降。 l與共析鋼相比，亞共析鋼和過共析鋼與共析鋼相比，亞共析鋼和過共析鋼C曲線的上部曲線的上部各多一條先共析相的析出線。各多一條先共析相的析出線。 合金元素的影響合金元素的影響除除Co外外,

32、凡溶入奧氏體的合金元素都使凡溶入奧氏體的合金元素都使C曲線右移曲線右移.除除Co和和Al外，一切合金元素都使外，一切合金元素都使Ms 與與Mf 點下降。點下降。碳化物構(gòu)成元素，碳化物構(gòu)成元素， 較多時，較多時，C曲線分別。曲線分別。Cr對對C曲線的影響曲線的影響l 奧氏體化條件的影響奧氏體化條件的影響l奧氏體化溫度提高和保溫時間延伸，使奧氏體成分均奧氏體化溫度提高和保溫時間延伸，使奧氏體成分均勻、晶粒粗大、未溶碳化物減少，添加了過冷奧氏體勻、晶粒粗大、未溶碳化物減少，添加了過冷奧氏體的穩(wěn)定性，使的穩(wěn)定性，使C 曲線右移。曲線右移。l運(yùn)用運(yùn)用C 曲線時應(yīng)留意奧氏體化條件及晶粒度的影響曲線時應(yīng)留意

33、奧氏體化條件及晶粒度的影響.六、過冷奧氏體延續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖六、過冷奧氏體延續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖 過冷奧氏體延續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖又稱過冷奧氏體延續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖又稱CCT(Continuous-Cooling-Transformation diagram)曲線，是經(jīng)過測曲線，是經(jīng)過測定不同冷速下過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變量獲得的。定不同冷速下過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變量獲得的。共析鋼共析鋼CCTCCT曲線曲線過共析鋼過共析鋼CCTCCT曲線曲線亞共析鋼亞共析鋼CCTCCT曲線曲線l1、共析鋼的、共析鋼的CCT曲線曲線l共析鋼的共析鋼的CCT曲線沒曲線沒有貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)，在有貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)，在珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)之下多珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)之下多了一條轉(zhuǎn)變中

34、止線。了一條轉(zhuǎn)變中止線。l當(dāng)延續(xù)冷卻曲線碰到當(dāng)延續(xù)冷卻曲線碰到轉(zhuǎn)變中止線時，珠光轉(zhuǎn)變中止線時，珠光體轉(zhuǎn)變中止，余下的體轉(zhuǎn)變中止，余下的奧氏體不斷堅持到奧氏體不斷堅持到Ms以下轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。以下轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。VkVk共析鋼的共析鋼的CCT曲線曲線l圖中的圖中的 Vk 為為CCT曲線的臨曲線的臨界冷卻速度，界冷卻速度，即獲得全部馬即獲得全部馬氏體組織時的氏體組織時的最小冷卻速度最小冷卻速度.lVk為為TTT曲曲線的臨界冷卻線的臨界冷卻速度。速度。Vk1.5Vk.VkVk時間時間/s溫度溫度/共析鋼的共析鋼的CCT圖圖共析溫度共析溫度延續(xù)冷卻轉(zhuǎn)延續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線變曲線完全退火完全退火正火正火等溫轉(zhuǎn)等溫

35、轉(zhuǎn)變曲線變曲線油淬油淬水淬水淬M+AM+T+ASP200100lCCT曲線位于曲線位于TTT曲線曲線右下方。右下方。CCT曲線獲得曲線獲得困難困難,TTT曲線容易測得曲線容易測得.l可用可用TTT曲線定性闡明曲線定性闡明延續(xù)冷卻時的組織轉(zhuǎn)變延續(xù)冷卻時的組織轉(zhuǎn)變情況。方法是將延續(xù)冷情況。方法是將延續(xù)冷卻曲線繪在卻曲線繪在C 曲線上，曲線上，依其與依其與C 曲線交點的位曲線交點的位置來闡明最終轉(zhuǎn)變產(chǎn)物置來闡明最終轉(zhuǎn)變產(chǎn)物. 用用TTT曲線定性闡明共析鋼延續(xù)冷卻時曲線定性闡明共析鋼延續(xù)冷卻時的組織轉(zhuǎn)變的組織轉(zhuǎn)變爐冷爐冷空空冷冷油油冷冷水水冷冷PST+M+AM+AP均勻均勻A細(xì)細(xì)AP退火退火(爐冷爐冷

36、)正火正火(空冷空冷)S淬火淬火(油冷油冷)T+M+AM+A(水冷水冷)淬火淬火A1MSMf時間時間650600550l2、過共析鋼、過共析鋼CCT曲線也無貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)曲線也無貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū), 但比共析但比共析鋼鋼CCT曲線多一條曲線多一條AFe3C轉(zhuǎn)變開場線。由于轉(zhuǎn)變開場線。由于Fe3C的析出的析出, 奧氏體中含碳量下降奧氏體中含碳量下降, 因此因此Ms 線右端升高線右端升高.l3、亞共析鋼、亞共析鋼CCT 曲線有貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)，還多曲線有貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)，還多AF開場線開場線, F析出使析出使A含碳量升高含碳量升高, 因此因此Ms 線右端下降線右端下降. 過共析鋼過共析鋼CCT曲線曲線亞共析鋼亞共

37、析鋼CCT曲線曲線l機(jī)械零件的普通加工工藝為：毛坯機(jī)械零件的普通加工工藝為：毛坯 (鑄、鍛鑄、鍛) 預(yù)備熱處置預(yù)備熱處置機(jī)加工機(jī)加工最終熱處置。最終熱處置。l退火與正火主要用于預(yù)備熱處置，只需當(dāng)工件性能要求不高時才作退火與正火主要用于預(yù)備熱處置，只需當(dāng)工件性能要求不高時才作為最終熱處置。為最終熱處置。 l一、退火一、退火l將鋼加熱至適當(dāng)溫度保溫，然后緩慢冷卻將鋼加熱至適當(dāng)溫度保溫，然后緩慢冷卻 (爐冷爐冷) 的熱處置工藝叫做的熱處置工藝叫做退火。退火。1、退火目的、退火目的調(diào)整硬度，便于切削加工。適宜加工的調(diào)整硬度，便于切削加工。適宜加工的硬度為硬度為170-250HB。 消除內(nèi)應(yīng)力，防止加工

38、中變形。消除內(nèi)應(yīng)力，防止加工中變形。 細(xì)化晶粒，為最終熱處置作組織預(yù)備。細(xì)化晶粒，為最終熱處置作組織預(yù)備。真空退火爐真空退火爐l2、退火工藝、退火工藝l退火的種類很多，常用的有完全退火、等溫退火、退火的種類很多，常用的有完全退火、等溫退火、球化退火、分散退火、去應(yīng)力退火、再結(jié)晶退火。球化退火、分散退火、去應(yīng)力退火、再結(jié)晶退火。l 完全退火完全退火l將工件加熱到將工件加熱到Ac3+3050 保溫后緩冷的保溫后緩冷的退火工藝，主退火工藝，主要用于亞共析要用于亞共析鋼鋼 .l 等溫退火等溫退火l亞共析鋼加熱到亞共析鋼加熱到Ac3+3050, 共析、過共析鋼加熱共析、過共析鋼加熱到到Ac1+3050，

39、保溫后快冷到，保溫后快冷到Ar1以下的某一溫度以下的某一溫度下停留，待相變完成后出爐空冷。等溫退火可縮短下停留，待相變完成后出爐空冷。等溫退火可縮短工件在爐內(nèi)停留時間，更適宜于孕育期長的合金鋼工件在爐內(nèi)停留時間，更適宜于孕育期長的合金鋼. 高速鋼等溫退火與普通退火的比較高速鋼等溫退火與普通退火的比較l 球化退火球化退火l球化退火是將鋼中滲碳體球狀化的退火工藝。球化退火是將鋼中滲碳體球狀化的退火工藝。l它是將工件加熱到它是將工件加熱到Ac1+ 3050 保溫后緩冷，或保溫后緩冷，或 者加熱后冷卻到略者加熱后冷卻到略低于低于 Ar1 的溫度下的溫度下保溫，使珠光體中保溫，使珠光體中的滲碳體球化后出

40、的滲碳體球化后出爐空冷。主要用于爐空冷。主要用于共析、過共析鋼。共析、過共析鋼。l球化退火的組織為鐵素體基體上分布著顆粒球化退火的組織為鐵素體基體上分布著顆粒狀滲碳體，稱球狀珠光體，用狀滲碳體，稱球狀珠光體，用P球表示。球表示。l對于有網(wǎng)狀二次滲碳體的過共析鋼，球化退對于有網(wǎng)狀二次滲碳體的過共析鋼，球化退火前應(yīng)先進(jìn)展正火，以消除網(wǎng)狀火前應(yīng)先進(jìn)展正火，以消除網(wǎng)狀.l 4去應(yīng)力退火去應(yīng)力退火l 將鋼加熱到將鋼加熱到A1以下某一溫度碳鋼普通以下某一溫度碳鋼普通500-600C保溫一定時間隨爐緩冷到保溫一定時間隨爐緩冷到200-300C出爐。出爐。FFe3C球狀珠光體球狀珠光體目的：消除鑄鍛焊件的內(nèi)應(yīng)

41、力，穩(wěn)定尺寸，減小變形。目的：消除鑄鍛焊件的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，減小變形。5分散退火成分均勻化退火分散退火成分均勻化退火將工件加熱到低于固相線的高溫，長時間保溫，促使原子分散，將工件加熱到低于固相線的高溫，長時間保溫，促使原子分散，隨后緩冷。隨后緩冷。目的：消除晶內(nèi)偏析等成分不均勻景象。目的：消除晶內(nèi)偏析等成分不均勻景象。l二、正火二、正火l正火是將亞共析鋼加熱到正火是將亞共析鋼加熱到Ac3+30 50，共析鋼加，共析鋼加熱到熱到Ac1+3050，過共析，過共析l 鋼加熱到鋼加熱到 Accm+30 50保保l 溫后空冷的工藝。溫后空冷的工藝。l正火比退火冷卻速度大。正火比退火冷卻速度大。l1、正

42、火后的組織：、正火后的組織： l 0.6%C時，組織為時，組織為F+S;l 0.6%C時，組織為時，組織為S 。 50鋼正火組織鋼正火組織T12鋼正火組織鋼正火組織正火溫度正火溫度l2、正火的目的、正火的目的l 對于低、中碳鋼對于低、中碳鋼(0.6C%)，目的與退火的一樣，目的與退火的一樣.l 對于過共析鋼，用對于過共析鋼，用 于消除網(wǎng)狀二次滲碳于消除網(wǎng)狀二次滲碳體，為球化退火作組體，為球化退火作組織預(yù)備?？楊A(yù)備。 普通件最終熱處置普通件最終熱處置.要改善切削性能要改善切削性能, 低碳低碳鋼用正火鋼用正火, 中碳鋼用退火或正火中碳鋼用退火或正火, 高碳鋼用球化退火高碳鋼用球化退火.熱處置與硬度

43、關(guān)系熱處置與硬度關(guān)系適宜切削加工硬度范圍適宜切削加工硬度范圍C,%硬度硬度HVHRC淬火淬火正火正火完全退火完全退火球化退火球化退火一、鋼的淬火一、鋼的淬火一定義：一定義： 淬火是將鋼加熱到臨界點以上，保溫后淬火是將鋼加熱到臨界點以上，保溫后以大于以大于Vk速度冷卻，使奧氏體速度冷卻，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的熱處置工藝轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的熱處置工藝.淬火是運(yùn)用最廣的熱處置工淬火是運(yùn)用最廣的熱處置工藝之一。藝之一。淬火目的是為獲得馬氏體組淬火目的是為獲得馬氏體組織，提高鋼的性能織，提高鋼的性能.l1、淬火加熱、淬火加熱l 亞共析鋼亞共析鋼l亞共析鋼淬火組織：亞共析鋼淬火組織：l0.5%C時為時為Ml0.

44、5%C時為時為M+A。l淬火溫度為淬火溫度為Ac3+3050。l預(yù)備熱處置組織為退預(yù)備熱處置組織為退火或正火組織?；鸹蛘鸾M織。45鋼鋼(含含0.45%C)正常淬火組織正常淬火組織65鋼鋼(0.60%C) 淬火組織淬火組織45鋼平衡組織鋼平衡組織l在在Ac1 Ac3之間的加熱之間的加熱淬火稱亞溫淬火。淬火稱亞溫淬火。l亞溫淬火組織為亞溫淬火組織為F+M，強(qiáng)度、硬，強(qiáng)度、硬度低度低, 但塑韌性好但塑韌性好.35鋼鋼(含含0.35%C)亞溫淬火組織亞溫淬火組織l 共析鋼共析鋼l淬火溫度為淬火溫度為Ac1+3050；淬；淬火組織為火組織為M+A。l 過共析鋼過共析鋼l淬火溫度淬火溫度: Ac1+30

45、50.l溫度高于溫度高于Accm，那么奧氏體晶粒，那么奧氏體晶粒粗大、含碳量高粗大、含碳量高,淬火后馬氏體晶淬火后馬氏體晶粒粗大、粒粗大、A量增多。使鋼硬度、量增多。使鋼硬度、耐磨性下降，脆性、變形開裂傾耐磨性下降，脆性、變形開裂傾向添加。向添加。l淬火組織淬火組織: M+Fe3C顆粒顆粒+A。(預(yù)預(yù)備組織為備組織為P球球)T12鋼含鋼含1.2%C正常淬火組織正常淬火組織l理想的冷卻曲線應(yīng)只在理想的冷卻曲線應(yīng)只在C曲線鼻尖處快冷，而在曲線鼻尖處快冷，而在Ms附近盡量附近盡量緩冷，以到達(dá)既獲得馬氏體組織，又減小內(nèi)應(yīng)力的目的。但緩冷，以到達(dá)既獲得馬氏體組織，又減小內(nèi)應(yīng)力的目的。但目前還沒有找到理想

46、的淬火介質(zhì)。目前還沒有找到理想的淬火介質(zhì)。理想淬火曲線表示圖理想淬火曲線表示圖MsMf1) 淬火介質(zhì)淬火介質(zhì) 常用淬火介質(zhì)是水和油常用淬火介質(zhì)是水和油. 水的冷卻才干強(qiáng)，但低溫卻才干太大，水的冷卻才干強(qiáng)，但低溫卻才干太大，只運(yùn)用于外形簡單的碳鋼件。只運(yùn)用于外形簡單的碳鋼件。油在低溫區(qū)冷卻才干較理想，但高溫區(qū)冷卻才干太小，運(yùn)用于油在低溫區(qū)冷卻才干較理想，但高溫區(qū)冷卻才干太小，運(yùn)用于合金鋼和小尺寸的碳鋼件。合金鋼和小尺寸的碳鋼件。熔鹽作為淬火介質(zhì)稱鹽浴，冷卻才干在水和油之間熔鹽作為淬火介質(zhì)稱鹽浴，冷卻才干在水和油之間,用于外形復(fù)用于外形復(fù)雜件的分級淬火和等溫淬火。雜件的分級淬火和等溫淬火。聚乙烯醇

47、、硝鹽水溶液等也是工業(yè)常用的淬火介質(zhì)聚乙烯醇、硝鹽水溶液等也是工業(yè)常用的淬火介質(zhì).采用不同的淬火方法可彌補(bǔ)介質(zhì)的缺乏。采用不同的淬火方法可彌補(bǔ)介質(zhì)的缺乏。1、單液淬火法普通、單液淬火法普通加熱工件在一種介質(zhì)中延續(xù)冷卻到室溫加熱工件在一種介質(zhì)中延續(xù)冷卻到室溫的淬火方法。的淬火方法。操作簡單，易實現(xiàn)自動化。操作簡單，易實現(xiàn)自動化。2、雙液淬火法、雙液淬火法工件先在一種冷卻才干強(qiáng)的介質(zhì)中冷，工件先在一種冷卻才干強(qiáng)的介質(zhì)中冷，各種淬火方法表示圖各種淬火方法表示圖1單液淬火法單液淬火法2雙液淬火法雙液淬火法3分級淬火法分級淬火法4等溫淬火法等溫淬火法躲過鼻尖后，再在另一種冷卻才干較弱的介質(zhì)中發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)

48、變的躲過鼻尖后，再在另一種冷卻才干較弱的介質(zhì)中發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的方法。如水淬油冷，油淬空冷方法。如水淬油冷，油淬空冷.優(yōu)點是冷卻理想，缺陷是不易掌握。用于外形復(fù)雜的碳鋼件及大型優(yōu)點是冷卻理想，缺陷是不易掌握。用于外形復(fù)雜的碳鋼件及大型合金鋼件。合金鋼件。l3、分級淬火法、分級淬火法l在在Ms附近的鹽浴或堿浴中淬火，待內(nèi)外溫度均勻后附近的鹽浴或堿浴中淬火，待內(nèi)外溫度均勻后再取出緩冷。再取出緩冷。l可減少內(nèi)應(yīng)力，用于小尺可減少內(nèi)應(yīng)力，用于小尺寸工件。寸工件。鹽浴爐鹽浴爐l4、等溫淬火法、等溫淬火法l將工件在稍高于將工件在稍高于 Ms 的鹽的鹽浴或堿浴中保溫足夠長時浴或堿浴中保溫足夠長時間，從而獲得下

49、貝氏體組間，從而獲得下貝氏體組織的淬火方法。織的淬火方法。l經(jīng)等溫淬火零件具有良好經(jīng)等溫淬火零件具有良好的綜合力學(xué)性能，淬火應(yīng)的綜合力學(xué)性能，淬火應(yīng)力小力小.l適用于外形復(fù)雜及要求較適用于外形復(fù)雜及要求較高的小型件。高的小型件。l一定義：一定義： 回火是指將淬回火是指將淬火鋼加熱到火鋼加熱到A1以下的某溫度以下的某溫度保溫后冷卻的工藝。保溫后冷卻的工藝。l二回火的目的二回火的目的l1、減少或消除淬火內(nèi)應(yīng)力、減少或消除淬火內(nèi)應(yīng)力, 防止變形或開裂防止變形或開裂.l2. 使不穩(wěn)定的組織趨于穩(wěn)定，使不穩(wěn)定的組織趨于穩(wěn)定，穩(wěn)定工件外形尺寸精度穩(wěn)定工件外形尺寸精度l3. 獲得所需求的組織和性能。淬火鋼普

50、通硬度高，脆性大，獲得所需求的組織和性能。淬火鋼普通硬度高，脆性大，回火可調(diào)整硬度、韌性?；鼗鹂烧{(diào)整硬度、韌性。螺桿外表螺桿外表的淬火裂的淬火裂紋紋l1. 回火時組織轉(zhuǎn)變回火時組織轉(zhuǎn)變l1馬氏體的分解馬氏體的分解l100回火時，鋼的組織無變回火時，鋼的組織無變化。化。l100-200加熱時，馬氏體將發(fā)生加熱時，馬氏體將發(fā)生分解分解,從馬氏體中析出從馬氏體中析出-碳化物碳化物(- FeXC)，使馬氏體過飽和度降低。析出的碳化物以細(xì)片，使馬氏體過飽和度降低。析出的碳化物以細(xì)片狀分布在馬氏體基體上，這種組織稱回火馬氏體，用狀分布在馬氏體基體上，這種組織稱回火馬氏體，用M回回表示。表示。透射電鏡下的回

51、火馬氏體形貌透射電鏡下的回火馬氏體形貌l淬火鋼回火時的組織轉(zhuǎn)變主要發(fā)生在加熱階段。淬火鋼回火時的組織轉(zhuǎn)變主要發(fā)生在加熱階段。隨加熱溫度升高，淬火鋼的組織發(fā)生四個階段變隨加熱溫度升高，淬火鋼的組織發(fā)生四個階段變化?；?。 回火馬氏體回火馬氏體l在光鏡下在光鏡下M回為黑色，回為黑色，A為白色。為白色。l 0.2%C 時，不析出碳化物。只發(fā)生碳在位錯附近的偏聚。時，不析出碳化物。只發(fā)生碳在位錯附近的偏聚。l2剩余奧氏體分解剩余奧氏體分解l200-300時時, 由于馬氏體分解，奧氏體所由于馬氏體分解，奧氏體所受的壓力下降受的壓力下降, Ms 上升，上升，A 分解為分解為- 碳碳化物和過飽和鐵素體，即化物

52、和過飽和鐵素體，即M回?；亍 3碳化物的轉(zhuǎn)變碳化物的轉(zhuǎn)變l 發(fā)生于發(fā)生于250-400，此時，此時，-碳化物碳化物溶解于溶解于F中，并從鐵素體中析出中，并從鐵素體中析出Fe3C。到到350，馬氏體含碳量降到鐵素體平，馬氏體含碳量降到鐵素體平衡成分，內(nèi)應(yīng)力大量消除，衡成分，內(nèi)應(yīng)力大量消除，M回回 轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變?yōu)樵趫猿竹R氏體形狀的鐵素體基體上分為在堅持馬氏體形狀的鐵素體基體上分布著細(xì)粒狀布著細(xì)粒狀Fe3C組織，稱回火屈托組織，稱回火屈托氏體，用氏體，用T回表示回表示.回火托氏體回火托氏體l4Fe3C聚集長大和鐵素體再結(jié)晶聚集長大和鐵素體再結(jié)晶l400以上，以上，F(xiàn)e3C開場聚集長大。開場聚集長大。4

53、50以上鐵素體發(fā)生多邊以上鐵素體發(fā)生多邊形化，由針片狀變?yōu)槎噙呅?。這種在多邊形鐵素體基體上分形化，由針片狀變?yōu)槎噙呅?。這種在多邊形鐵素體基體上分布著顆粒狀布著顆粒狀Fe3C的組織稱回火索氏體，用的組織稱回火索氏體，用S回表示。回表示。 光鏡下光鏡下回火索氏體回火索氏體電鏡下電鏡下淬火鋼硬度隨回火溫度的變化淬火鋼硬度隨回火溫度的變化4040鋼力學(xué)性能與回火溫度的關(guān)系鋼力學(xué)性能與回火溫度的關(guān)系l2. 回火時的性能變化回火時的性能變化l回火時力學(xué)性能變化總的趨勢是隨回火溫度提高，鋼的強(qiáng)度、硬度回火時力學(xué)性能變化總的趨勢是隨回火溫度提高，鋼的強(qiáng)度、硬度下降，塑性、韌性提高。下降，塑性、韌性提高。l20

54、0以下，由于馬氏體中碳化物的彌散析出，鋼的硬度并不下降，以下，由于馬氏體中碳化物的彌散析出，鋼的硬度并不下降，高碳鋼硬度甚至略有提高。高碳鋼硬度甚至略有提高。l200-300，由于高碳鋼中，由于高碳鋼中A轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)镸回回, 硬度再次升高。硬度再次升高。l大于大于300,由于由于Fe3C粗化，馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體粗化，馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體,硬度直線下降。硬度直線下降。l根據(jù)鋼的回火溫度范圍，可將回火分為三類。根據(jù)鋼的回火溫度范圍，可將回火分為三類。 淬火加高溫回火的熱處置稱作調(diào)質(zhì)處置，簡稱調(diào)質(zhì)淬火加高溫回火的熱處置稱作調(diào)質(zhì)處置，簡稱調(diào)質(zhì).廣泛用于各種構(gòu)造件如軸、廣泛用于各種構(gòu)造件如軸、齒輪等熱處置

55、。也可作為齒輪等熱處置。也可作為要求較高精細(xì)件、量具等要求較高精細(xì)件、量具等預(yù)備熱處置。預(yù)備熱處置。 適用于各種高碳適用于各種高碳鋼、滲碳件及外鋼、滲碳件及外表淬火件。表淬火件。 運(yùn)用運(yùn)用獲得良好的綜合力學(xué)性能，獲得良好的綜合力學(xué)性能，即在堅持較高的強(qiáng)度同時，即在堅持較高的強(qiáng)度同時，具有良好的塑性和韌性。具有良好的塑性和韌性。 提高提高e及及s，同時使工件具同時使工件具有一定韌性有一定韌性 。在保管高硬度、在保管高硬度、高耐磨性的同時，高耐磨性的同時，降低內(nèi)應(yīng)力。降低內(nèi)應(yīng)力。 回火目的回火目的S回回 T回回 M回回 回火組織回火組織500-650350-500150-250 回火溫度回火溫度

56、高溫回火高溫回火 中溫回火中溫回火 低溫回火低溫回火 適用于適用于彈簧熱處置彈簧熱處置l淬火鋼的韌性并淬火鋼的韌性并不總是隨溫度升不總是隨溫度升高而提高。高而提高。l在某些溫度范圍在某些溫度范圍內(nèi)回火時，會出內(nèi)回火時，會出現(xiàn)沖擊韌性下降現(xiàn)沖擊韌性下降的景象，稱回火的景象，稱回火脆性。脆性。 l1、第一類回火脆性、第一類回火脆性l又稱不可逆回火脆性。是指淬火鋼在又稱不可逆回火脆性。是指淬火鋼在250-350回火時出現(xiàn)的脆性。回火時出現(xiàn)的脆性。這種回火脆性是不可逆的，只需在此溫度范圍內(nèi)回火就會出現(xiàn)脆性，這種回火脆性是不可逆的，只需在此溫度范圍內(nèi)回火就會出現(xiàn)脆性，目前尚無有效消除方法?；鼗饡r應(yīng)避開這

57、一溫度范圍。目前尚無有效消除方法?；鼗饡r應(yīng)避開這一溫度范圍。2、第二類回火脆性、第二類回火脆性又稱可逆回火脆性。是指淬火鋼在又稱可逆回火脆性。是指淬火鋼在500-650范圍內(nèi)回火后緩冷時出現(xiàn)的脆性范圍內(nèi)回火后緩冷時出現(xiàn)的脆性. 回火后快冷不出現(xiàn)，是可逆的?；鼗鸷罂炖洳怀霈F(xiàn)，是可逆的。防止方法：防止方法： 回火后快冷。回火后快冷。 參與合金元素參與合金元素W (約約1%)、 Mo(約約0.5%)。該法更適用于大截面的零部件。該法更適用于大截面的零部件。 六六 淬火回火的工藝缺陷淬火回火的工藝缺陷硬度缺乏硬度缺乏 加熱溫度低、外表脫碳、冷速不夠、淬透性低、加熱溫度低、外表脫碳、冷速不夠、淬透性低、

58、殘留奧氏體多、回火溫度過高。殘留奧氏體多、回火溫度過高。硬度不均勻硬度不均勻 原始組織粗大且不均勻、冷卻不均等。原始組織粗大且不均勻、冷卻不均等。過熱和過燒過熱和過燒 過熱：加熱溫度過高或保溫時間過長過熱：加熱溫度過高或保溫時間過長-奧氏體奧氏體粗大。過燒：粗大。過燒： 加熱溫度過高到達(dá)或超越固相線溫度，加熱溫度過高到達(dá)或超越固相線溫度，奧氏體部分熔化或氧化。奧氏體部分熔化或氧化。淬火變形和開裂淬火變形和開裂 鋼件體積、外形、尺寸發(fā)生變化。鋼件體積、外形、尺寸發(fā)生變化。一、鋼的淬透性與淬硬性一、鋼的淬透性與淬硬性淬透性是鋼的主要熱處置性能。淬透性是鋼的主要熱處置性能。是選材和制定熱處置工藝的重

59、要根據(jù)之一。是選材和制定熱處置工藝的重要根據(jù)之一。一鋼的淬透性一鋼的淬透性淬透性是指鋼在淬火時獲得淬硬層深度的才干。其大小是用規(guī)淬透性是指鋼在淬火時獲得淬硬層深度的才干。其大小是用規(guī)定條件下淬硬層深度來表示。定條件下淬硬層深度來表示。二鋼的淬硬性是指鋼淬火后所能到達(dá)的最高硬度，即硬化二鋼的淬硬性是指鋼淬火后所能到達(dá)的最高硬度，即硬化才干才干.三鋼件的淬硬層深度是指由工件外表到半馬氏體區(qū)三鋼件的淬硬層深度是指由工件外表到半馬氏體區(qū)(50%M + 50%P)的深度。的深度。二、鋼的淬透性對力學(xué)性能的影響二、鋼的淬透性對力學(xué)性能的影響l鋼的淬透性取決于臨界冷鋼的淬透性取決于臨界冷卻速度卻速度Vk，

60、Vk越小，淬越小，淬透性越高。透性越高。lVk取決于取決于C曲線的位置，曲線的位置，C 曲線越靠右，曲線越靠右，Vk越小。越小。l因此凡是影響因此凡是影響C曲線的要素都是影響淬透性的要素曲線的要素都是影響淬透性的要素.即除即除Co 外，凡溶入奧氏體的合金元素都使鋼的淬外，凡溶入奧氏體的合金元素都使鋼的淬透性提高；奧氏體化溫度高、保溫時間長也使鋼的透性提高；奧氏體化溫度高、保溫時間長也使鋼的淬透性提高。淬透性提高。 l1、淬透性的測定常用末端淬火法、淬透性的測定常用末端淬火法示，示，J 表示末端表示末端淬透性，淬透性，d 表示表示半馬氏體區(qū)到水半馬氏體區(qū)到水冷端的間隔，冷端的間隔，HRC 為半馬