3金属材料组织与性能的改善途径——3钢的热处理_399602990

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2.4 钢的热处理 思考： 思考： 1.什么是热处理？ 1.什么是热处理？ 什么是热处理 2.热处理的作用即为什么绝大多数金属零件在 2.热处理的作用即为什么绝大多数金属零件在 使用前都要经过热处理？ 使用前都要经过热处理？ 3.为什么热处理后材料性能会改变？ 3.为什么热处理后材料性能会改变？ 为什么热处理后材料性能会改变热处理后材料内部的微观结构(组织) 热处理后材料内部的微观结构(组织) 发生变化，使材料性能改变 发生变化，使材料性能改变!

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2.4 钢的热处理什么是热处理？ 什么是热处理？将固态金属或合金在一定介质中加 热、保温和冷却，以改变材料整体或表面组织，从 保温和冷却，以改变材料整体或表面组织， 而获得所需性能的工艺。 而获得所需性能的工艺。 热处理的作用：大幅度地改善金属材料的工艺性 热处理的作用： 能和使用性能，绝大多数机械零件必须热处理。 能和使用性能，绝大多数机械零件必须热处理。 45号钢 热轧钢板硬度18HRC 18HRC; 如：45号钢 热轧钢板硬度18HRC; 860℃加热，水冷，硬度55HRC 860℃加热，水冷，硬度55HRC 加热 T10钢 T10钢 760℃加热，炉冷，硬度20HRC 20HRC; 760℃加热，炉冷，硬度20HRC; 加热 760℃加热，水冷，硬度65HRC 760℃加热，水冷，硬度65HRC 加热

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2.4 钢的热处理

本节具体要弄清的问题： 本节具体要弄清的问题： 1.加热、 1.加热、冷却时材料内部的微观结构如何 加热 变化(热处理原理)? 变化(热处理原理)? 2.热处理工艺有哪些？ 2.热处理工艺有哪些？工程实际中有何应 热处理工艺有哪些 用？

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热处理工艺曲线 (1) 等温处理 将钢迅速冷却到临界点以下的给 定温度，进行保温，恒温转变。 定温度，进行保温，恒温转变。

(2) 连续冷却 钢以 某种速度从高温到低 温连续冷却， 温连续冷却，在临界 点以下变温转变。 点以下变温转变。

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2.4.1 钢在加热时的转变 一、奥氏体的形成 1.钢在加热时的临界温度 1.钢在加热时的临界温度 大多数热处理工艺将钢加热到临界温度以上， 大多数热处理工艺将钢加热到临界温度以上，获得 全部或部分奥氏体组织，进行奥氏体化。 全部或部分奥氏体组织，进行奥氏体化。 实际热处理，加热时相变 实际热处理， 温度偏高，冷却时偏低。 温度偏高，冷却时偏低。加 热和冷却速度愈大偏差愈 大。 加热时为Ac1、Ac3、Accm 冷却时为Ar1、Ar3、Arcm

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2.钢在加热时的组织转变 2.钢在加热时的组织转变 共析钢加热到Ac1以上时，珠光体将转变为奥氏体； 以上时，珠光体将转变为奥氏体； 奥氏体晶核形成、 包括奥氏体晶核形成 奥氏体晶核长大、 包括奥氏体

晶核形成、奥氏体晶核长大、剩余渗碳体 溶解及奥氏体成分均匀化四个过程 四个过程。 溶解及奥氏体成分均匀化四个过程。思考问题？为什么剩余渗碳体 思考问题？

亚共析钢： 亚共析钢：加热到Ac3 以 上获单一奥氏体组织。 上获单一奥氏体组织。 过共析钢： 过共析钢：加热到Accm以 上获单一奥氏体组织。 上获单一奥氏体组织。

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二、影响奥氏体转变速度的因素 1. 加热温度 随加热温度的提高, 奥氏体化速度加快。 随加热温度的提高, 奥氏体化速度加快。 2. 加热速度 加热速度越快，发生转变的温度越高，转变所 加热速度越快，发生转变的温度越高， 3. 钢中碳含量 需的时间越短。 需的时间越短铁素体和渗碳体的相界面增大， 4. 合金元素 碳含量增加，。 碳含量增加，铁素体和渗碳体的相界面增大， 镍等加快奥氏体化过程； 钴、镍等加快奥氏体化过程； 转变速度加快。 转变速度加快。 5. 原始组织 钒等减慢奥氏体化过程； 铬、钼、钒等减慢奥氏体化过程； 原始组织中渗碳体为片状时奥氏体形成速度 锰等不影响奥氏体化过程。 硅、铝、锰等不影响奥氏体化过程。 渗碳体间距越小，转变速度越快。 快，渗碳体间距越小，转变速度越快。 合金元素的扩散速度比碳慢得多， 合金元素的扩散速度比碳慢得多，合金钢的 热处理加热温度一般较高，保温时间更长。 热处理加热温度一般较高，保温时间更长。

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三、钢的奥氏体晶粒度 晶粒大小根据标准晶粒度等级图确定； 晶粒大小根据标准晶粒度等级图确定；标准晶粒度等 级分8 级粗晶粒度， 级细晶粒度。 级分8级：1~4级粗晶粒度，5~8级细晶粒度。

标准晶粒 度等级 放大100倍 放大 倍

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1. 实际晶粒度和本质晶粒度 实际晶粒度： 实际晶粒度：某一具体热处理或热加工条件下 的奥氏体的晶粒度——决定钢的性能。 决定钢的性能。 的奥氏体的晶粒度 决定钢的性能 钢加热到930 ℃±10℃、保温8 本质晶粒度 钢加热到930 ℃±10℃、保温8小 时、冷却后测得的晶粒度 冷却后测得的晶粒度——反映奥氏体晶粒 反映奥氏体晶粒 长大的倾向。 长大的倾向 本质细晶粒钢：晶粒细小。 本质细晶粒钢：晶粒细小。 本质粗晶粒钢：晶粒粗大。 本质粗晶粒钢：晶粒粗大。

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2. 影响奥氏体晶粒度的因素 加热温度和保温时间：加热温度升高，晶粒逐渐长 加热温度和保温时间：加热温度升高， 大。温度越高，保温时间越长，奥氏体晶粒越粗大。 温度越高，保温时间越长，奥氏体晶粒越粗大。 钢的成分： 钢的成分： ●奥氏体中碳含量增高，晶粒长大倾向增大未溶碳化 奥氏体中碳含量增高， 物则阻碍晶粒长大

; 物则阻碍晶粒长大； 有利于得到本质细晶粒钢。 ●钛、钒、铌、锆、铝有利于得到本质细晶粒钢。碳 化物、氧化物和氮化物弥散分布在晶界上， 化物、氧化物和氮化物弥散分布在晶界上，能阻碍晶 粒长大； 粒长大； 促进晶粒长大。 ●锰、磷促进晶粒长大。

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2.4.2 钢在冷却时的转变以上时, 奥氏体稳定； 温度在A1以上时, 奥氏体稳定； 以下后，奥氏体处于过冷状态， 温度降到A1以下后，奥氏体处于过冷状态，称为 过冷奥氏体； 过冷奥氏体； 过冷A不稳定，会转变为其它组织： 过冷A不稳定，会转变为其它组织：钢在冷却时的 转变，实质上是过冷A的转变。 转变，实质上是过冷A的转变。

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一、过冷奥氏体的等温转变 1.共析钢过冷奥氏体的等温转变 1.共析钢过冷奥氏体的等温转变 等温转变过程和转变产物用等温转变曲线(TTT曲线、 等温转变过程和转变产物用等温转变曲线(TTT曲线、 (TTT曲线 C曲线)来分析。 曲线)来分析。

问题 为何在500 ℃附近，过 为何在500 ℃附近， 附近 冷A最不稳定？ 最不稳定？ 或：为何存在“鼻尖”? 为何存在“鼻尖”

共析钢过冷A的等温转变曲线图 共析钢过冷 的等温转变曲线图

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1. 共析钢过冷奥氏体的等温转变 (1)高温转变 珠光体转变区 转变区( 550℃): ):过冷奥氏体转变产 珠光体转变区(A1~550℃):过冷奥氏体转变产 物为珠光体型组织 …… 此处隐藏：2910字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……