第四章熱處理

1、 1.簡述熱處理的概念。并說出熱處理能使鋼的性能發(fā)生變化的原因。 2.描述熱處理的三個階段。 答案：熱處理就是對固態(tài)金屬或合金采用適當?shù)姆绞竭M行加熱、保溫和冷卻，以獲得所需要的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝。 熱處理之所以能使鋼的性能發(fā)生變化，其根本原因是由于鐵具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的特性。 熱處理工藝曲線示意圖.swf 1.記憶鋼在加熱以及冷卻時的實際相變溫度，對應(yīng)鐵碳合金相圖能找出具體位置。 2.理解奧氏體的形成過程及晶粒的長大。 3.掌握共析鋼的等溫轉(zhuǎn)變曲線圖以及各組織轉(zhuǎn)變區(qū)的組織及性能特點。 4.掌握奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變。 5.掌握重要概念馬氏體和臨界冷卻速度。 6.理解貝氏體的概念，理解馬氏體的轉(zhuǎn)變

2、特點 。 重點：共析鋼的等溫轉(zhuǎn)變曲線圖以及各組織轉(zhuǎn)變區(qū)的組織及性能特點。馬氏體和臨界冷卻速度的概念。 難點：共析鋼的奧氏體化，馬氏體的轉(zhuǎn)變特點，以及奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變。 一、鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變 1.鋼在加熱和冷卻時的相變溫度 鋼在實際加熱時的各臨界點分別用Ac1,Ac3和Accm； 鋼在實際冷卻時的各臨界點分別用Ar1,Ar3和Arcm. 見下圖：熱處理相變點的位置.swf 鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變，主要包括奧氏體的形成和奧氏體晶粒長大兩個過程。見圖解： 講解：當珠光體剛剛?cè)哭D(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體時，奧氏體的晶粒還是很細小的，此時將奧氏體冷卻后得到的組織晶粒也很細小。如果在形成奧氏體后繼續(xù)升溫或延長保

3、溫時間，都會使奧氏體晶粒逐漸長大。奧氏體的長大是依靠較大晶粒吞并較小晶粒和晶界遷移的方式進行的。 見下圖示： 1.奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變 穩(wěn)定的奧氏體：A1線以上存在的奧氏體。 過冷奧氏體：冷去到A1線以下而尚未轉(zhuǎn)變時的奧氏體。 關(guān)于冷卻方式：如右下圖 等溫轉(zhuǎn)變曲線圖：表示過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變溫度、轉(zhuǎn)變時間與轉(zhuǎn)變產(chǎn)物之間的關(guān)系曲線。轉(zhuǎn)變圖如下： t加熱保溫臨界點連續(xù)冷卻等溫處理T 等溫轉(zhuǎn)變圖珠光體（P）【A1650 】 說明：粗片層狀鐵素體和滲碳體的混合物。 性能：強度較高，硬度適中（170220HBW）,有一定的塑性，具有良好的綜合力學性能。 索氏體（S）【650600 】 說明：索氏體為細片狀的

4、珠光體，片層較薄。 性能：硬度為230320HBW，綜合力學性能優(yōu)于珠光體。屈氏體（T）【600550 】 說明：屈氏體為極細片狀珠光體，片層極薄。 性能：硬度330400HBW, 綜合力學性能優(yōu)于索氏體。 補充說明：在珠光體型轉(zhuǎn)變區(qū)內(nèi)，轉(zhuǎn)變溫度越低（過冷度越大），則形成的珠光體片層越細。珠光體的力學性能主要取決于片層間距的大?。ㄏ噜弮善瑵B碳體的平均間距），片層間距越小，則珠光體的塑性變形抗力越大，強度和硬度越高。 貝氏體：含碳量具有一定過飽和度的鐵素體和分散的滲碳體（或碳化物）所組成的混合物。有上貝氏體和下貝氏體之分。分別用符號B上，B下表示。 具體說明如下：上貝氏體（ B上）【550350

5、 】 說明：上貝氏體中滲碳體呈較粗的片狀。分布于平行排列的鐵素體片層之間，在顯微鏡下呈羽毛狀。 硬度為4045HBW,強度低，塑性很差，基本上沒有使用價值。下貝氏體（B下）【350 Ms】 說明：下貝氏體中的碳化物呈細小顆粒狀或短桿狀，均勻分布在鐵素體內(nèi)，在顯微鏡下呈黑色針葉狀組織。 性能：下貝氏體的硬度可達4555HRC具有較高的強度以及良好的塑性和韌性。生產(chǎn)中常用等溫淬火的方法來獲得B下。 上貝氏體脆性大，性能差；下貝氏體具有較高的硬度和強度，同時塑性韌性也較好，并有較高的耐磨性和組織穩(wěn)定性，是各種復雜模具、量具、刀具熱處理后的一種很理想組織。 解釋：鋼從奧氏體區(qū)急冷到Ms線以下時，奧氏體

6、便開始轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。這是一種非擴散的轉(zhuǎn)變過程。由于轉(zhuǎn)變溫度低，原子擴散能力小，在馬氏體轉(zhuǎn)變過程中，只有-Fe向 -Fe的晶格改變，而不發(fā)生碳原子的擴散。因此，溶解在奧氏體中的碳，轉(zhuǎn)變后原封不動的保留在鐵的晶格中，形成碳在碳在-Fe中的過飽和固溶體稱為馬氏體，用中的過飽和固溶體稱為馬氏體，用符號符號M表示。表示。 馬氏體的組織形態(tài)有針狀和板條狀兩種。針狀馬氏體的含碳量高，硬度高而脆性大。板條馬氏體的含碳量低，具有良好的強度和較好的韌性。馬氏體的硬度主要取決于馬氏體中的含碳量。馬氏體的含碳量越高，其硬度也越高。見下圖示： 注意：下貝氏體和針狀馬氏體的形態(tài)相似，都是黑色針狀，下貝氏體組織腐蝕后在顯微鏡下顏色更重