第五章钢铁热处理.ppt

第五章钢铁热处理
引言
1、热处理概述
热处理是一种重要的金属加工工艺;
钢的热处理的工艺特点:
把钢在固态下加热到预定的温度,保温预定的时间。然后以
预定的方式冷却下来。通过这样一个工艺过程,使钢的性能发
生预期的变化。
热处理的主要目的:
在于改变钢的性能,即改善钢的工艺性能和提高钢的使用性
能。 EX:钻头
引言
钢的组织决定钢的性能:
热处理改变钢的性能,是通过改变钢的组织来实现
的。钢在固态加热、保温和冷却过程中,会发生一系列
组织转变。这些转变具有严格的规律性,在一定的温度、
时间、介质条件下,必然形成一定的组织,具有一定的
性能。在不同条件下则会形成不同的组织,具有不同的
性能。如果钢中不存在这些固态相变也就不可能进行热
处理。
钢中组织转变的规律就是热处理的原理。根据热处
理原理制订的温度、时间、介质等等参数就是热处理工
艺。
引言
2、钢的临界温度
Ac1: 加热时珠光体向奥氏体转变的开
始温度。
Ar1:冷却时奥氏体向珠光体转变的开始温度。
Ac3:加热时游离铁素体全部转变为奥氏体的终了温度。
Ar3:冷却时奥氏体开始析出游离铁素体的温度。
Accm:加热时二次渗碳体全部溶入奥氏体的终了温度。
Arcm: 冷却时奥氏体开始析出二次渗碳
体的温度。
第一节钢在加热时的组织转变
一、共析钢的奥氏体化过程
成分相差悬殊、晶格截然不同的两相,变成另一种晶格的单相均匀固溶体;必发生C、Fe的扩散和Fe原子的晶格改组。
第一节钢在加热时的组织转变
珠光体向奥氏体转变可分为三个阶段:
第一阶段:奥氏体的形核与长大。
第二阶段:残余渗碳体的溶解。
残留在奥氏体中的渗碳体颗粒,通过碳原子的扩散,逐渐溶入奥氏体使奥氏体的碳浓度逐渐趋近共析成分。一旦渗碳体全部消失,这一阶段便结束。
第三阶段:奥氏体的均匀化。
当残余渗碳体溶解刚完毕时,奥氏体的成分是不均匀的,在原来是渗碳体的地方,碳浓度仍较高,而原来是铁素体的地方,碳浓度仍较低只有经过长时间的碳原子扩散,才能使奥氏体逐渐趋于均匀化,最后得到单相均匀的奥氏体。到此,奥氏体化过程便全部完成。
第一节钢在加热时的组织转变
第一阶段:奥氏体的形核与长大。珠光体加热到A1点以上,经过一段孕育期,首先在铁素体和渗碳体的相界面上形成奥氏体晶核,然后晶核向铁素体和渗碳体两方面长大。与此同时又有新的奥氏体晶核在其他相界面上形成并随之长大。直到各个奥氏体晶粒都彼此相遇,珠光体消失,这一阶段便告结束。
结构起伏,能量起伏,浓度起伏,晶界形核
第一节钢在加热时的组织转变
二、影响奥氏体化的因素
(1)加热温度和保温时间的影响
,珠光体才能向奥氏体转变。
,奥氏体的形成速度越快,转变所需时间越短。
,既可以通过较低温度较长时间的加热得到也可以通过较高温度较短时间的加热得到。
A是原子扩散,形核长大进行的,凡影响扩散,都会影响A的形成。
第一节钢在加热时的组织转变
二、影响奥氏体化的因素
(2)加热速度的影响
第一节钢在加热时的组织转变
二、影响奥氏体化的因素
(3)合金元素的影响
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如镍、锰、铜等都使临界点降低;而铬、钼、钨、钒、硅等则使之升高。
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如铬、钼、钨、钒、钛等都显著减慢碳的扩散速度;钴,镍等则加速碳的扩散速度,硅、铝、锰等影响不大。
,如钛、钒、锆、铌、钼、钨等,会形成特殊碳化物,其稳定性比Fe3C高,很难溶入奥氏体,必须进行较高温度较长时间加热才能完全溶解。