金屬材料熱處理原理1課件

4.2熱處理原理

4.2.1鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變4.2.2奧氏體在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變4.2.3淬火鋼在回火時(shí)的轉(zhuǎn)變4.2.4金屬材料的脫溶沉淀與時(shí)效請思考？（見教材P83問題提示）1.鐵碳合金相圖在鋼鐵材料熱處理中的作用是什么呢？

鋼鐵材料冷卻轉(zhuǎn)變曲線（TTT、CCT曲線）的物理意義是什么？您會使用它來分析不同熱處理?xiàng)l件下所獲得的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物（組織）嗎？您能在TTT或CCT曲線上示意地標(biāo)出退火、正火、單液淬火、雙液淬火、等溫淬火、分級淬火與不完全淬火的冷卻速度曲線嗎？2.“五大轉(zhuǎn)變”指的是哪五種類型的轉(zhuǎn)變，試從轉(zhuǎn)變性質(zhì)、所處溫度范圍、轉(zhuǎn)變特征、組織、性能的變化與應(yīng)用等方面說明？碳鋼淬火加熱溫度范圍請思考：回顧金工實(shí)習(xí)，各種熱處理工藝的

共同點(diǎn)是什么？熱處理工藝曲線示意圖→（a）加熱溫度（b）工藝規(guī)范圖4.35各種退火與正火工藝規(guī)范2.共析碳鋼奧氏體化過程共分為哪四個(gè)階段？圖4.3珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變示意圖3.亞、過共析鋼的奧氏體化過程

是如何進(jìn)行的呢？請看左面的示意圖←4.奧氏體晶粒大小及其控制

（1）奧氏體晶粒度等級

A晶粒大小對冷后室溫組織

粗細(xì)的影響詳情見下頁接下4.奧氏體晶粒大小及其控制（2）注意區(qū)分三種奧氏體晶粒度

A起始晶粒度；A實(shí)際晶粒度；A本質(zhì)晶粒度（如圖4.5所示）。（3）奧氏體晶粒度的控制①合理選擇加熱條件；②加熱速度的選擇（右下圖示）；③化學(xué)成分的控制＃珠光體向奧氏體的轉(zhuǎn)變過程圖圖4.5本質(zhì)細(xì)晶粒和本質(zhì)粗晶粒示意圖因此在熱處理加熱時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制加熱溫度、保溫時(shí)間、加熱速度及合理選擇鋼種。4.2.2奧氏體在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變

1.奧氏體冷卻轉(zhuǎn)變的理論依據(jù)是什麼？2.過冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變曲線（C，TTT曲線）（1）C曲線是如何建立的？（2）C曲線分析（3）影響C曲線的主要因素有哪些？

①化學(xué)成分（碳含量；合金元素的含量）;②奧氏體化條件3.過冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能

（1）珠光體（P）轉(zhuǎn)變；(2)馬氏體（M）轉(zhuǎn)變；（3）貝氏體（B）轉(zhuǎn)變4.過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線（CCT曲線）5.過冷奧氏體轉(zhuǎn)變曲線的應(yīng)用請看：兩張表45鋼經(jīng)840加熱，于不同冷卻速度冷卻后的性能（表4.1）T8鋼經(jīng)不同速度冷卻后的性能（10mm，800加熱）請思考？1.為什么鋼（45，T8）加熱A化后于不同冷卻速度下的性能會有如此的差別呢？2.為什么冷卻速度越快，鋼的硬度、強(qiáng)度越高，而塑性、韌性則越低呢？奧氏體（A）冷卻轉(zhuǎn)變的理論依據(jù)熱處理工藝曲線示意圖↓兩種不同冷卻方式示意圖↓

（a）等溫冷卻；（b）連續(xù)冷卻圖4.6不同冷卻方式示意圖過冷A等溫冷卻轉(zhuǎn)變曲線表示A急速冷卻到A1以下，在各不同溫度下保溫過程中轉(zhuǎn)變量與轉(zhuǎn)變時(shí)間的關(guān)系曲線.又稱C曲線、S

曲線或TTT

(Time-Temperature-Transformationdiagram)曲線。2.過冷A等溫冷卻轉(zhuǎn)變曲線（1）C曲線的建立以共析鋼為例（如右圖4.7所示→）：i取一批小試樣并進(jìn)行奧氏體化.ii將試樣分組淬入低于A1點(diǎn)的不同溫度的鹽浴中,隔一定時(shí)間取一試樣淬入水中。iii測定每個(gè)試樣的轉(zhuǎn)變量，確定各溫度下轉(zhuǎn)變量與轉(zhuǎn)變時(shí)間的關(guān)系。iv將各溫度下轉(zhuǎn)變開始時(shí)間及終了時(shí)間標(biāo)在溫度—時(shí)間坐標(biāo)中，并分別連線。轉(zhuǎn)變開始點(diǎn)的連線稱轉(zhuǎn)變開始線。轉(zhuǎn)變終了點(diǎn)的連線稱轉(zhuǎn)變終了線。

轉(zhuǎn)變開始線與縱坐標(biāo)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(kuò)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。（2）C曲線分析MfAPBMA’→M＋ARA’

→P轉(zhuǎn)變開始線轉(zhuǎn)變終了線過冷AMsA1C左C右2.過冷A等溫冷卻轉(zhuǎn)變曲線（C曲線）C曲線的物理意義

（各條特性線含義；各區(qū)域組織）各個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)何種類型組織？

①A1～Ms

間及轉(zhuǎn)變開始線以左的區(qū)域?yàn)锳’（過冷奧氏體）區(qū);②轉(zhuǎn)變終了線以右及A1以下為轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū);③兩C線之間為A’與轉(zhuǎn)變產(chǎn)物共存區(qū);④MS～Mf之間為M轉(zhuǎn)變區(qū)。特性線A1,MS,C左,C右線的含義是什么？①A1線：共析線；②MS線：A’向M轉(zhuǎn)變的開始線；③C左線：A’向轉(zhuǎn)變產(chǎn)物轉(zhuǎn)變的開始線；④C右線：A’向轉(zhuǎn)變產(chǎn)物轉(zhuǎn)變的終了線。溫度圖4.8共析碳鋼的C曲線（3）影響C曲線的主要因素①碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

在正常加熱條件下，共析鋼的過冷奧氏體最穩(wěn)定，C曲線的位置最靠右。Ms與Mf點(diǎn)隨碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而下降。與共析鋼相比，亞共析鋼和過共析鋼C曲線的上部各多一條先共析相的析出線。圖4.9亞共析碳鋼、共析碳鋼及過共析碳鋼的C曲線比較（a）亞共析鋼（b）共析鋼（c）過共析鋼圖4.10Me對C曲線的影響②合金元素的影響

除Co外，凡溶入A的Me，都能增加A’的穩(wěn)定性，使C曲線右移。除Co和Al外，凡溶入A的Me均能使Ms

與Mf

點(diǎn)下降。（3）影響C曲線的主要因素（a）Co（b）Ni（c）Cr③奧氏體化條件的影響

奧氏體化溫度提高和保溫時(shí)間延長，使奧氏體成分均勻、晶粒粗大、未溶碳化物減少，增加了過冷奧氏體的穩(wěn)定性，使C曲線右移。

使用C曲線時(shí)應(yīng)注意奧氏體化條件及晶粒度的影響.3.過冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能

(1)珠光體（P）轉(zhuǎn)變(A1～550℃，高溫轉(zhuǎn)變或擴(kuò)散型相變)②珠光體的組織形態(tài)與性能片狀珠光體的顯微組織圖（a）500×（b）8000×P（珠光體）→（c）1000×（d）19000×←S（索氏體）（e）200×（f）19000×T（托氏體）→3.過冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能

(1)珠光體（P）轉(zhuǎn)變(A1～550℃，高溫轉(zhuǎn)變或擴(kuò)散型相變)②珠光體的組織形態(tài)與性能片狀珠光體的性能#P片層間距與轉(zhuǎn)變溫度、性能關(guān)系＃P片層間距與硬度的關(guān)系圖②珠光體的組織形態(tài)與性能球化體（粒狀珠光體）珠光體的硬度（a）；（b）形態(tài)1000X;（c）原始組織1000X(a)（b）（c）片狀P與球化體力學(xué)性能對比片狀P與球化體切削性能比較

球化體與片狀P相比：

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