鋼的熱處理基礎(chǔ)知識(shí)課件

1鋼的熱處理知識(shí)基礎(chǔ)1鋼的熱處理知識(shí)基礎(chǔ)2內(nèi)容簡(jiǎn)介:?基本術(shù)語?鋼的加熱轉(zhuǎn)變?珠光體轉(zhuǎn)變?馬氏體轉(zhuǎn)變?回火轉(zhuǎn)變2內(nèi)容簡(jiǎn)介:?基本術(shù)語?鋼的加熱轉(zhuǎn)變?珠光體轉(zhuǎn)變?馬氏體轉(zhuǎn)變3?基本術(shù)語(一)2.體心立方結(jié)構(gòu)1.面心立方結(jié)構(gòu)圖1.γ-Fe(奧氏體)圖2.α-Fe(鐵素體)

3?基本術(shù)語(一)2.體心立方結(jié)構(gòu)1.面心立方結(jié)構(gòu)圖1.γ-4?奧氏體—碳在γ-Fe中的間隙固溶體,具有面心立方結(jié)構(gòu)?鐵素體—碳在α-Fe中的間隙固溶體,具有體心立方結(jié)構(gòu)?基本述語(二)?珠光體—由片層相間的鐵素體和滲碳體組成的混合組織,因其組織在普通光照射下會(huì)產(chǎn)生珠母般的光澤,因而得名?馬氏體—碳在α-Fe中的過飽和固溶體,具有體心正方點(diǎn)陣結(jié)構(gòu),由鋼淬火后獲得4?奧氏體—碳在γ-Fe中的間隙固溶體,具有?鐵素體—碳在α5?奧氏體組織5?奧氏體組織6?鐵素體組織(白塊)6?鐵素體組織(白塊)7?珠光體組織(片層狀)7?珠光體組織(片層狀)8?珠光體組織(球狀)8?珠光體組織(球狀)9?馬氏體組織9?馬氏體組織10?退火—加熱到Ac1溫度以上,慢冷獲得珠光體類組織(爐冷)?正火—加熱到Ac3或Accm以上30~50℃保溫,

然后在室溫的靜止空氣中自然冷卻(空冷)?基本述語(三)?淬火—將鋼加熱到臨界溫度(Ac3或Ac1以上)保溫一定時(shí)間使之奧氏體化后,以快速冷卻以獲得馬氏體或下貝氏體組織(水冷或油冷)?回火—將淬火后的鋼在A1以下的溫度加熱、保溫,并以適當(dāng)速度冷卻的工藝(低溫空冷)10?退火—加熱到Ac1溫度以上,慢冷獲得珠光?正火—加熱到11?退火正火工藝圖11?退火正火工藝圖12?Fe-Fe3C相圖12?Fe-Fe3C相圖13?Fe-Fe3C相圖(細(xì)部)a’aba”b”b’cc”13?Fe-Fe3C相圖(細(xì)部)a’aba”b”b’cc”14(一)a成分點(diǎn)

a→b→c奧氏體(a)→鐵素體+奧氏體(b)→鐵素體+珠光體(c)(二)a’成分點(diǎn)

a’→b’

奧氏體(a’)→珠光體(b’)(三))a”成分點(diǎn)

a“→b”→c”奧氏體(a”)→滲碳體+奧氏體(b”)→滲碳體+珠光體(c”)

?不同成分點(diǎn)冷卻組織14(一)a成分點(diǎn)?不同成分點(diǎn)冷卻組織15一、珠光體類組織向奧氏體的轉(zhuǎn)變(一)奧氏體的形核1.球狀珠光體:奧氏體優(yōu)先在與晶界相連的α/Fe3C界面形核2.片狀珠光體:奧氏體優(yōu)先在珠光體團(tuán)的界面上形核(二)奧氏體的長(zhǎng)大1.球狀珠光體:奧氏體首先包圍滲碳體,把滲碳體和鐵素體隔開,然后通過

γ/α界面向鐵素體一側(cè)推移,以及γ/Fe3C界面向滲碳體一側(cè)推移,使鐵素體和滲碳體逐漸消失2.片狀珠光體:在珠光體團(tuán)交界處形成的核向基本上垂直于片層和平行于片層的兩個(gè)方向上長(zhǎng)大(三)殘留碳化物的溶解和奧氏體成分的均勻化隨著奧氏體化保溫時(shí)間的延長(zhǎng),殘留碳化物會(huì)逐漸溶解,通過碳原子的不斷擴(kuò)散而均勻化?鋼的加熱轉(zhuǎn)變15一、珠光體類組織向奧氏體的轉(zhuǎn)變(一)奧氏體的形核?鋼的加16?奧氏體的形核示意圖1.球狀珠光體:奧氏體優(yōu)先在與晶界相連的α/Fe3C界面形核2.片狀珠光體:奧氏體優(yōu)先在珠光體團(tuán)的界面上形核16?奧氏體的形核示意圖1.球狀珠光體:奧氏體優(yōu)先在與晶界相17?奧氏體長(zhǎng)大示意圖(一)在珠光體團(tuán)交界處形成的核向基本上垂直于片層和平行于片層的兩個(gè)方向上長(zhǎng)大17?奧氏體長(zhǎng)大示意圖(一)在珠光體團(tuán)交界處形成的核向基本上18?奧氏體長(zhǎng)大示意圖(二)1.平行于片層方向的長(zhǎng)大速度要比沿垂直方向的快些2.在奧氏體形成過程中,珠光體中的鐵素體總是先消失,剩下的滲碳體隨后溶解18?奧氏體長(zhǎng)大示意圖(二)1.平行于片層方向的長(zhǎng)大速度要比19一、珠光體的機(jī)械性能片層間距越小,強(qiáng)度越高球狀珠光體比片狀珠光體的硬度低,但塑性好,斷裂強(qiáng)度高同一碳含量的鋼:1)馬氏體的強(qiáng)度和硬度最高,塑性和韌性最低,2)珠光體的強(qiáng)度和硬度最低,塑性和韌性最高3)貝低體的性能在二者之間?珠光體轉(zhuǎn)變19一、珠光體的機(jī)械性能?珠光體轉(zhuǎn)變20?珠光體轉(zhuǎn)變一、碳含量對(duì)珠光體機(jī)械性能的影響20?珠光體轉(zhuǎn)變一、碳含量對(duì)珠光體機(jī)械性能的影響21?珠光體轉(zhuǎn)變之IT圖21?珠光體轉(zhuǎn)變之IT圖22?珠光體轉(zhuǎn)變之IT圖形式22?珠光體轉(zhuǎn)變之IT圖形式23?珠光體轉(zhuǎn)變之CT圖23?珠光體轉(zhuǎn)變之CT圖24?珠光體轉(zhuǎn)變圖24?珠光體轉(zhuǎn)變圖25?先共析轉(zhuǎn)變相圖25?先共析轉(zhuǎn)變相圖26?先共析相的幾種形態(tài)26?先共析相的幾種形態(tài)27?先共析相的幾種形態(tài)27?先共析相的幾種形態(tài)28?馬氏體轉(zhuǎn)變1.馬氏體晶胞模型28?馬氏體轉(zhuǎn)變1.馬氏體晶胞模型29?馬氏體轉(zhuǎn)變2.馬氏體切變晶胞模型29?馬氏體轉(zhuǎn)變2.馬氏體切變晶胞模型30?馬氏體轉(zhuǎn)變3.馬氏體轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)1)表面具有浮凸效應(yīng)和切變共格性2)無擴(kuò)散性3)新相與母相間具有一定的晶體學(xué)取向關(guān)系30?馬氏體轉(zhuǎn)變3.馬氏體轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)31?馬氏體轉(zhuǎn)變4.馬氏體表面浮凸31?馬氏體轉(zhuǎn)變4.馬氏體表面浮凸32?馬氏體轉(zhuǎn)變5.馬氏組織形態(tài)(板條狀)32?馬氏體轉(zhuǎn)變5.馬氏組織形態(tài)(板條狀)33?馬氏體轉(zhuǎn)變6.馬氏體組織形態(tài)(片狀)33?馬氏體轉(zhuǎn)變6.馬氏體組織形態(tài)(片狀)34?馬氏體轉(zhuǎn)變7.馬氏體組織形態(tài)(針狀)34?馬氏體轉(zhuǎn)變7.馬氏體組織形態(tài)(針狀)35?馬氏體的機(jī)械性能1.馬氏體的硬度和強(qiáng)度馬氏體具有高硬度,其硬度主要決定于碳含量,合金元素的影響較小1)過飽和碳引起強(qiáng)烈的固溶強(qiáng)化2)馬氏體中亞結(jié)構(gòu)引起的強(qiáng)化a.位錯(cuò)b.孿晶3)馬氏體的時(shí)效強(qiáng)化2.馬氏體的塑性和韌性馬氏體的塑性和韌性隨碳含量增高而急劇降低1)位錯(cuò)型(板條狀)馬氏體具有相當(dāng)高的強(qiáng)度、硬度和良好的塑性、韌性。2)孿晶型(片狀)馬氏體強(qiáng)度、硬度很高,塑性、韌性很低。35?馬氏體的機(jī)械性能1.馬氏體的硬度和強(qiáng)度36?回火轉(zhuǎn)變1.過渡碳化物(ε/η或ε’)的析出回火第一階段(100~200℃)36?回火轉(zhuǎn)變1.過渡碳化物(ε/η或ε’)的析出37?回火轉(zhuǎn)變2.殘余奧氏體的分解回火第二階段(200~300℃)3.過渡碳化物(ε/η或ε’)轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3C

回火第三階段(200~350℃)37?回火轉(zhuǎn)變2.殘余奧氏體的分解回火第二階38?回火轉(zhuǎn)變4.Fe3C的粗化和球化,以及等軸鐵素體晶粒的形成回火第四階段(350℃以上)38?回火轉(zhuǎn)變4.Fe3C的粗化和球化,以及等軸鐵素體晶粒的39謝謝大家!39謝謝大家!40鋼的熱處理知識(shí)基礎(chǔ)1鋼的熱處理知識(shí)基礎(chǔ)41內(nèi)容簡(jiǎn)介:?基本術(shù)語?鋼的加熱轉(zhuǎn)變?珠光體轉(zhuǎn)變?馬氏體轉(zhuǎn)變?回火轉(zhuǎn)變2內(nèi)容簡(jiǎn)介:?基本術(shù)語?鋼的加熱轉(zhuǎn)變?珠光體轉(zhuǎn)變?馬氏體轉(zhuǎn)變42?基本術(shù)語(一)2.體心立方結(jié)構(gòu)1.面心立方結(jié)構(gòu)圖1.γ-Fe(奧氏體)圖2.α-Fe(鐵素體)

3?基本術(shù)語(一)2.體心立方結(jié)構(gòu)1.面心立方結(jié)構(gòu)圖1.γ-43?奧氏體—碳在γ-Fe中的間隙固溶體,具有面心立方結(jié)構(gòu)?鐵素體—碳在α-Fe中的間隙固溶體,具有體心立方結(jié)構(gòu)?基本述語(二)?珠光體—由片層相間的鐵素體和滲碳體組成的混合組織,因其組織在普通光照射下會(huì)產(chǎn)生珠母般的光澤,因而得名?馬氏體—碳在α-Fe中的過飽和固溶體,具有體心正方點(diǎn)陣結(jié)構(gòu),由鋼淬火后獲得4?奧氏體—碳在γ-Fe中的間隙固溶體,具有?鐵素體—碳在α44?奧氏體組織5?奧氏體組織45?鐵素體組織(白塊)6?鐵素體組織(白塊)46?珠光體組織(片層狀)7?珠光體組織(片層狀)47?珠光體組織(球狀)8?珠光體組織(球狀)48?馬氏體組織9?馬氏體組織49?退火—加熱到Ac1溫度以上,慢冷獲得珠光體類組織(爐冷)?正火—加熱到Ac3或Accm以上30~50℃保溫,

然后在室溫的靜止空氣中自然冷卻(空冷)?基本述語(三)?淬火—將鋼加熱到臨界溫度(Ac3或Ac1以上)保溫一定時(shí)間使之奧氏體化后,以快速冷卻以獲得馬氏體或下貝氏體組織(水冷或油冷)?回火—將淬火后的鋼在A1以下的溫度加熱、保溫,并以適當(dāng)速度冷卻的工藝(低溫空冷)10?退火—加熱到Ac1溫度以上,慢冷獲得珠光?正火—加熱到50?退火正火工藝圖11?退火正火工藝圖51?Fe-Fe3C相圖12?Fe-Fe3C相圖52?Fe-Fe3C相圖(細(xì)部)a’aba”b”b’cc”13?Fe-Fe3C相圖(細(xì)部)a’aba”b”b’cc”53(一)a成分點(diǎn)

a→b→c奧氏體(a)→鐵素體+奧氏體(b)→鐵素體+珠光體(c)(二)a’成分點(diǎn)

a’→b’

奧氏體(a’)→珠光體(b’)(三))a”成分點(diǎn)

a“→b”→c”奧氏體(a”)→滲碳體+奧氏體(b”)→滲碳體+珠光體(c”)

?不同成分點(diǎn)冷卻組織14(一)a成分點(diǎn)?不同成分點(diǎn)冷卻組織54一、珠光體類組織向奧氏體的轉(zhuǎn)變(一)奧氏體的形核1.球狀珠光體:奧氏體優(yōu)先在與晶界相連的α/Fe3C界面形核2.片狀珠光體:奧氏體優(yōu)先在珠光體團(tuán)的界面上形核(二)奧氏體的長(zhǎng)大1.球狀珠光體:奧氏體首先包圍滲碳體,把滲碳體和鐵素體隔開,然后通過

γ/α界面向鐵素體一側(cè)推移,以及γ/Fe3C界面向滲碳體一側(cè)推移,使鐵素體和滲碳體逐漸消失2.片狀珠光體:在珠光體團(tuán)交界處形成的核向基本上垂直于片層和平行于片層的兩個(gè)方向上長(zhǎng)大(三)殘留碳化物的溶解和奧氏體成分的均勻化隨著奧氏體化保溫時(shí)間的延長(zhǎng),殘留碳化物會(huì)逐漸溶解,通過碳原子的不斷擴(kuò)散而均勻化?鋼的加熱轉(zhuǎn)變15一、珠光體類組織向奧氏體的轉(zhuǎn)變(一)奧氏體的形核?鋼的加55?奧氏體的形核示意圖1.球狀珠光體:奧氏體優(yōu)先在與晶界相連的α/Fe3C界面形核2.片狀珠光體:奧氏體優(yōu)先在珠光體團(tuán)的界面上形核16?奧氏體的形核示意圖1.球狀珠光體:奧氏體優(yōu)先在與晶界相56?奧氏體長(zhǎng)大示意圖(一)在珠光體團(tuán)交界處形成的核向基本上垂直于片層和平行于片層的兩個(gè)方向上長(zhǎng)大17?奧氏體長(zhǎng)大示意圖(一)在珠光體團(tuán)交界處形成的核向基本上57?奧氏體長(zhǎng)大示意圖(二)1.平行于片層方向的長(zhǎng)大速度要比沿垂直方向的快些2.在奧氏體形成過程中,珠光體中的鐵素體總是先消失,剩下的滲碳體隨后溶解18?奧氏體長(zhǎng)大示意圖(二)1.平行于片層方向的長(zhǎng)大速度要比58一、珠光體的機(jī)械性能片層間距越小,強(qiáng)度越高球狀珠光體比片狀珠光體的硬度低,但塑性好,斷裂強(qiáng)度高同一碳含量的鋼:1)馬氏體的強(qiáng)度和硬度最高,塑性和韌性最低,2)珠光體的強(qiáng)度和硬度最低,塑性和韌性最高3)貝低體的性能在二者之間?珠光體轉(zhuǎn)變19一、珠光體的機(jī)械性能?珠光體轉(zhuǎn)變59?珠光體轉(zhuǎn)變一、碳含量對(duì)珠光體機(jī)械性能的影響20?珠光體轉(zhuǎn)變一、碳含量對(duì)珠光體機(jī)械性能的影響60?珠光體轉(zhuǎn)變之IT圖21?珠光體轉(zhuǎn)變之IT圖61?珠光體轉(zhuǎn)變之IT圖形式22?珠光體轉(zhuǎn)變之IT圖形式62?珠光體轉(zhuǎn)變之CT圖23?珠光體轉(zhuǎn)變之CT圖63?珠光體轉(zhuǎn)變圖24?珠光體轉(zhuǎn)變圖64?先共析轉(zhuǎn)變相圖25?先共析轉(zhuǎn)變相圖65?先共析相的幾種形態(tài)26?先共析相的幾種形態(tài)66?先共析相的幾種形態(tài)27?先共析相的幾種形態(tài)67?馬氏體轉(zhuǎn)變1.馬氏體晶胞模型28?馬氏體轉(zhuǎn)變1.馬氏體晶胞模型68?馬氏體轉(zhuǎn)變2.馬氏體切變晶胞模型29?馬氏體轉(zhuǎn)變2.馬氏體切變晶胞模型69?馬氏體轉(zhuǎn)變3.馬氏體轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)1)表面具有浮凸效應(yīng)和切變共格性2)無擴(kuò)散性3)新相與母相間具有一定的晶體學(xué)取向關(guān)系30?馬氏體轉(zhuǎn)變3.馬氏體轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)70?馬氏體轉(zhuǎn)變4.馬氏體表面浮凸31?馬氏體轉(zhuǎn)變4.馬氏體表面浮凸71?馬氏體轉(zhuǎn)變5.馬氏組織形態(tài)(板條狀)32?馬氏體轉(zhuǎn)變5.馬氏組織形態(tài)(板條狀)72?馬氏體