钢的热处理1PPT格式课件下载.ppt

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整个制造业。

4.按目的、加热条件和特点不同按目的、加热条件和特点不同热处理分为热处理分为热处理热处理普普通通热处理热处理表表面面热处理热处理退火退火;

正火正火;

淬火淬火;

回火回火;

表面淬火表面淬火化化学学热处理热处理感应加感应加热淬火热淬火火焰加火焰加热淬火热淬火渗碳渗碳;

渗氮渗氮;

碳氮共渗碳氮共渗;

一、一、钢在加热时的转变钢在加热时的转变

（一）奥氏体的形成

（一）奥氏体的形成1.1.钢在加热时的临界温度钢在加热时的临界温度大多数热处理工艺都要将钢加热到临界温度以上，获得大多数热处理工艺都要将钢加热到临界温度以上，获得全全部或部分奥氏体组织，即进行奥氏体化。

实际热处理中，加热部或部分奥氏体组织，即进行奥氏体化。

实际热处理中，加热时相变温度偏向高温，冷却时偏向低温，且加热和冷却速度愈时相变温度偏向高温，冷却时偏向低温，且加热和冷却速度愈大偏差愈大。

通常将加热时的临界温度标为大偏差愈大。

通常将加热时的临界温度标为AAcc11、AAcc33、AAcccmcm;

冷却时标为冷却时标为AArr11、AArr33、AArrcmcm。

2.2.钢在加热时的组织转变钢在加热时的组织转变共析钢加热到共析钢加热到AAc1c1以上时，珠光体将转变为奥氏体。

这以上时，珠光体将转变为奥氏体。

这包包括奥氏体晶核的形成、奥氏体晶核的长大、剩余渗碳体的溶解括奥氏体晶核的形成、奥氏体晶核的长大、剩余渗碳体的溶解及奥氏体成分的均匀化四个基本过程。

及奥氏体成分的均匀化四个基本过程。

奥氏体的晶核易于在奥氏体的晶核易于在FF和和FeFe33CC渗碳体相界面上形成。

这是因为在两渗碳体相界面上形成。

这是因为在两相的相界上原子排列不规则，空位和位错密度高；

成分不均匀，相的相界上原子排列不规则，空位和位错密度高；

成分不均匀，处于处于FF和和FeFe33CC的中间值，为形核提供了良好的条件。

的中间值，为形核提供了良好的条件。

奥氏体形核后逐渐长大，晶核的长大是依靠与其相邻的奥氏体形核后逐渐长大，晶核的长大是依靠与其相邻的FF向向AA的转的转变和变和FeFe33CC的不断溶解来完成的。

的不断溶解来完成的。

AA向向FF和和FeFe33CC两个方向长大。

两个方向长大。

在奥氏体形成过程中，铁素体比渗碳体先消失，因此奥氏体形成在奥氏体形成过程中，铁素体比渗碳体先消失，因此奥氏体形成之后，还残存未溶渗碳体。

这部分未溶的残余渗碳体将随着时间之后，还残存未溶渗碳体。

这部分未溶的残余渗碳体将随着时间的延长，继续不断地溶入奥氏体，直至全部消失。

的延长，继续不断地溶入奥氏体，直至全部消失。

渗碳体完全溶解后，开始时奥氏体中碳的浓度分布并不均匀渗碳体完全溶解后，开始时奥氏体中碳的浓度分布并不均匀,原原先是渗碳体的地方碳浓度高，原先是铁素体的地方碳浓度低。

必先是渗碳体的地方碳浓度高，原先是铁素体的地方碳浓度低。

必须继续保温，通过碳的扩散，使奥氏体成分均匀化。

须继续保温，通过碳的扩散，使奥氏体成分均匀化。

奥氏体形核奥氏体形核F向向A转变和转变和Fe3C溶解溶解残余残余Fe3C溶解溶解A均匀化均匀化共析钢奥氏体化过程亚共析钢和过共析钢的亚共析钢和过共析钢的AA形成形成过程与共析钢进本相似，过程与共析钢进本相似，不同之处在不同之处在于亚共析钢和过于亚共析钢和过共析钢需加热到共析钢需加热到AcAc33或或AcAccmcm以以上，才能获得单一的奥氏体上，才能获得单一的奥氏体组织，这个过程称为组织，这个过程称为完全奥完全奥氏体化。

氏体化。

（二）奥氏体晶粒的长大及其控制

（二）奥氏体晶粒的长大及其控制奥氏体晶粒的大小对随后的冷却转变及转变产物的组织和奥氏体晶粒的大小对随后的冷却转变及转变产物的组织和性能都有重要的影响。

性能都有重要的影响。

11、奥氏体晶粒度的概念奥氏体晶粒度的概念根据标准晶粒度等级图确定钢的奥氏体晶粒大小。

标准晶根据标准晶粒度等级图确定钢的奥氏体晶粒大小。

标准晶粒度等级分为粒度等级分为88级，级，1144级为粗晶粒度，级为粗晶粒度，5588级为细晶粒度。

级为细晶粒度。

起始晶粒度：

实际晶粒度：

本质晶粒度：

珠光体向奥氏体的转变刚刚完成时奥氏体珠光体向奥氏体的转变刚刚完成时奥氏体晶粒的大小。

晶粒的大小。

一般比较细小而均匀一般比较细小而均匀热处理后所获得的奥氏体晶粒的大小。

热处理后所获得的奥氏体晶粒的大小。

一般比起始晶粒度大一般比起始晶粒度大某种钢在规定的加热条件下，奥氏体晶粒长某种钢在规定的加热条件下，奥氏体晶粒长大的倾向，不是晶粒大小的实际度量。

大的倾向，不是晶粒大小的实际度量。

钢的本质晶粒度与钢的成分和冶炼时的脱氧钢的本质晶粒度与钢的成分和冶炼时的脱氧方法有关。

一般用方法有关。

一般用Al脱氧或者含有脱氧或者含有Ti，Zr，V，Nb，Mo，W等元素的钢都是本质细晶等元素的钢都是本质细晶粒钢。

只用粒钢。

只用Mn，Si脱氧的钢或者沸腾钢一般脱氧的钢或者沸腾钢一般都为本质粗晶粒钢。

都为本质粗晶粒钢。

加热温度与奥氏体晶粒长大的关系不不不不同同同同成成成成分分分分的的的的钢钢钢钢在在在在加加加加热热热热时时时时奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体晶晶晶晶粒粒粒粒长长长长大大大大的的的的倾倾倾倾向向向向不不不不同。

同。

1）合理选择并严格控制加热温度和保温时间）合理选择并严格控制加热温度和保温时间随着温度升高晶粒度将随之长大。

温度愈高，晶粒长大随着温度升高晶粒度将随之长大。

温度愈高，晶粒长大愈明显。

在一定温度下，保温时间愈长，奥氏体晶粒也越粗愈明显。

在一定温度下，保温时间愈长，奥氏体晶粒也越粗大。

大。

2）合理选择原始组织）合理选择原始组织随着钢中奥氏体含碳量的增加，奥氏体晶粒长大的倾向随着钢中奥氏体含碳量的增加，奥氏体晶粒长大的倾向也增大。

当也增大。

当wc1.2%时，奥氏体晶界上存在未溶的渗碳体能时，奥氏体晶界上存在未溶的渗碳体能阻碍晶粒的长大，故奥氏体实际晶粒度较小。

阻碍晶粒的长大，故奥氏体实际晶粒度较小。

3）加入一定量的合金元素）加入一定量的合金元素若碳以未溶的碳化物形式存在，则它有阻碍晶粒长大的若碳以未溶的碳化物形式存在，则它有阻碍晶粒长大的作用。

锰和磷是促进奥氏体晶粒长大倾向的元素。

作用。

2.2.影响奥氏体晶粒长大的因素及其控制方法影响奥氏体晶粒长大的因素及其控制方法第二节第二节钢在冷却时的转变钢在冷却时的转变热热加加保温保温时间温度临界温度临界温度A1连续冷却连续冷却等温冷却等温冷却

（一）、过冷奥氏体的等温转变

（一）、过冷奥氏体的等温转变（TTTTTT曲线、曲线、CC曲线曲线）（TimeTemperatureTransformationTimeTemperatureTransformation）1.1.共析钢过冷奥氏体的等温转变共析钢过冷奥氏体的等温转变A1共析碳钢共析碳钢CC曲线的分析曲线的分析稳定的奥氏体区稳定的奥氏体区过过冷冷奥奥氏氏体体区区A向产向产物转变开始线物转变开始线A向产物向产物转变终止线转变终止线A+产产物物区区产产物物区区A1550;

高温转变区高温转变区;

扩散型转变扩散型转变;

P转变区。

转变区。

550230;

中温转变中温转变区区;

半扩散型转变半扩散型转变;

贝氏体贝氏体（B）转变区转变区;

230-50;

低温转低温转变区变区;

非扩散型转变非扩散型转变;

马氏体马氏体（M）转变区。

时间（s）3001021031041010800-100100200500600700温度（）0400A1MsMf2.过冷奥氏体转变产物的组织和性能A1A1650650片层珠光体片层珠光体25HRC25HRC650600细片状珠光体（细片状珠光体（索氏体索氏体S）25HRC30HRC600600550550极细片状珠光体（极细片状珠光体（托氏体托氏体TT）35HRC5HRC40HRC40HRC11）珠光体型转变）珠光体型转变高温转变（高温转变（A1A1550550）珠光体珠光体索氏体索氏体托氏体托氏体珠光体、索氏体、拖氏体珠光体、索氏体、拖氏体三种组织无本质区别，只是形态上的三种组织无本质区别，只是形态上的粗细之分，因此其界限也是相对的。

粗细之分，因此其界限也是相对的。

片间距越小，钢的强度、硬度越片间距越小，钢的强度、硬度越高，而塑性和韧性略有改善。

高，而塑性和韧性略有改善。

珠光体转变过程珠光体转变过程珠光体转变也是形核和长大的过程。

珠光体转变也是形核和长大的过程。

渗碳体晶核首先在奥氏体渗碳体晶核首先在奥氏体晶界上形成，在长大过程中，其两侧奥晶界上形成，在长大过程中，其两侧奥氏体的含碳量下降，促氏体的含碳量下降，促进了铁素体形核，两者相间形核并长大，形成一个珠光体团。

进了铁素体形核，两者相间形核并长大，形成一个珠光体团。

珠光体转变是扩散型转变。

22）贝氏体型）贝氏体型（B）（B）转变转变中温转变中温转变（550（550MMSS）上贝氏体上贝氏体404050HRC50HRC形成温度为形成温度为550-350550-350。

在光镜下呈在光镜下呈羽毛状羽毛状.在电镜下为在电镜下为不连续棒状的不连续棒状的渗碳体分布于自奥氏体晶渗碳体分布于自奥氏体晶界向晶内平行生长的铁素界向晶内平行生长的铁素体条之间。

体条之间。

光镜下光镜下电镜下电镜下下贝氏体下贝氏体形成温度为形成温度为350-Ms350-Ms。

在光镜下呈在光镜下呈竹叶状。

竹叶状。

在电镜下为在电镜下为细片状碳化分布于细片状碳化分布于铁素体针内，并与铁素体针长铁素体针内，并与铁素体针长轴方向呈轴方向呈55-6055-60角。

角。

下贝氏体除了强度、硬度较下贝氏体除了强度、硬度较高外，塑性、韧性也较好，高外，塑性、韧性也较好，即具有良好的综合力学性能，即具有良好的综合力学性能，是生产上常用的强化组织之是生产上常用的强化组织之一。

一。

33）马氏体型）马氏体型（M）（M）转变转变（Ms（MsMf）Mf）老老师提示：

重点内容师提示：

重点内容11、马氏体的晶体结构、马氏体的晶体结构碳在碳在-Fe-Fe中的过饱和固溶体称中的过饱和固溶体称马氏体马氏体，用用MM表示。

马氏体具有体心正方晶格马氏体具有体心正方晶格（a=bca=bc）22、马氏体的形态、马氏体的形态马氏体的形态分马氏体的形态分板条板条和和针针状状两类。

两类。

板条马氏体板条马氏体立体形态为细长的扁棒状立体形态为细长的扁棒状在光镜下板条马氏体为一在光镜下板条马氏体为一