第六章钢铁热处理解析.ppt

第六章第六章钢铁热处理钢铁热处理?钢在加热时的组织转变?钢在冷却时的组织转变?钢的热处理工艺——退火、正火、淬火、回火?钢的表面热处理及化学热处理概概述述一、什么叫热处理将固态金属或合金通过加热、保温和冷却的方式来改变其组织结构以获得预期的性能的加工工艺。●普通热处理: 退火、正火、淬火、回火; ●表面热处理: 表面淬火、化学热处理; ●特殊热处理: 真空热处理、可控气氛热处理热处理目的:改善性能。(工业上热处理应用率达到 60-100 %) 热处理特点:固态相变第一节第一节钢在加热时的组织转变钢在加热时的组织转变一、转变温度固态相变同样需要一定的过冷度(降温) 或过热度(升温) ,因此, 加热转变实际发生温度在平衡临界点之上, 而冷却转变的实际发生温度在平衡临界点之下。?Ac 1、Ac 3、、Ac cm为升温引起的奥氏体化温度上移线?Ar 1、Ar 3和Ar cm则为降温时奥氏体分解温度的下移线?A 1、A 3、A cm、为平衡条件下合金获得奥氏体的温度线。为了对钢进行热处理,必须首先将钢加热到单相 A区,然后进行适当的冷却以获得特定的结构和性能。 A 二、奥氏体的形成二、奥氏体的形成根据 Fe - Fe 3 C 相图,钢在加热时发生向奥氏体的转变,此转变过程称奥氏体化。●共析钢: P → A ●亚共析钢: P + F → A + F → A ●过共析钢: P + Fe 3C Ⅱ→ A+ Fe 3C Ⅱ→ A 热处理时应进行适当时间的保温。保温的目的是使工件各部分温度一致,组织转变充分均匀。???L Fe 3C 930 C 三、奥氏体化过程三、奥氏体化过程以共析钢(Wc=%) 为例,共析钢在室温下的组织为层片珠光体,在加热到Ac1 以上,其将转变为 A,这一过程称为奥氏体化,这一过程是形核与长大过程。 ; ;F晶格转变( BCC ?FCC ),渗 C体溶解; ; ,各处的碳浓度都达到平均成分。两个过程:晶格变化; C的扩散四、奥氏体晶粒度及其影响因素四、奥氏体晶粒度及其影响因素 1)实际晶粒度指在某一具体热处理条件下(如加热温度、保温时间) 所得到的晶粒大小。它决定于钢的成分和奥氏体化的工艺过程。 2)本质晶粒度不同的钢在同样的加热条件下,奥氏体的长大倾向性不一样,为比较不同钢的晶粒长大倾向,将不同的钢加热到 930 ±10℃, 保温 8小时得到的实际晶粒度作为该钢的本质晶粒度。本质晶粒度是一材料特性,表示的是钢在奥氏体化时奥氏体晶粒的长大倾向。晶粒易长大的称本质粗晶粒钢, 晶粒不易长大的称本质细晶粒钢。奥氏体的晶粒大小对热处理后的性能影响巨大 2. 奥氏体实际晶粒度的影响因素 1)加热速度加热速度愈快,完成奥氏体转变用时间就愈短, 形核率就愈高,最终晶粒尺寸较细小。 2)保温温度、保温时间温度愈高,时间愈长, 奥氏体晶粒就愈粗大。 3)原始组织固相转变具有组织的遗传性。珠光体片层愈细小,奥氏体的晶粒就愈细小。 4)合金元素(成分)①碳含量: C增加, A转变加快,晶粒的长大倾向增加; ②合金元素:碳化物形成元素(Ti 、V、Ta、Nb、Zr、W、 Mo、Cr) 和碳结合力强,阻碍碳的扩散和奥氏体晶粒生长; 第二节第二节钢在冷却时的组织转变钢在冷却时的组织转变等温冷却: 将钢迅速过冷到临界点(A r1)以下某一温度,使奥氏体保持在该温度下进行等温转变 TTT 曲线(Temperature -Time —Transformation ):在某一温度下 A转变量与时间的关系的曲线。连续冷却:将钢以某一固定速度不停顿地冷却(到室温), 使奥氏体在连续降温的过程中转变。 CCT 曲线(Continuous Cooling Transformation ): 在连续冷却过程中, A转变量与时间的关系曲线。一、冷却方式(两种方式) : 将钢加热到 A区后,要通过冷却获得不同的组织结构→不同性能→不同用途 TTT T 曲线二、共析钢过冷奥氏体等温转变曲线( 二、共析钢过冷奥氏体等温转变曲线( TTT TTT )的获得)的获得过冷奥氏体等温转变图,也称 TTT 曲线,或 C曲线。它综合反映了过冷奥氏体在不同温度下等温转变的开始和终了时间及转变产物之间的关系。钢在奥氏体化后,当温度降低到Ar 1以下,此时奥氏体并不立即转变,要经历一段时间后,才开始转变。把这种存在于 Ar 1温度以下暂未发生转变的不稳定奥氏体称为过冷奥氏体。 A 1、过冷奥氏体: