金属材料与热处理课件课件.ppt

奥氏体形成过程奥氏体的形核奥氏体的长大渗碳体的溶解奥氏体成分均匀化四、合金元素对钢的热处理的影响（2）第127页，共199页，星期日，2025年，2月5日（1）Me对奥氏体形成速度的影响奥氏体的形成速度取决于奥氏体晶核的形成和长大，两者都与碳的扩散有关。非碳化物形成元素Co和Ni等提高碳在奥氏体中的扩散速度，增大奥氏体的形成速度。Si、Al、Mn等对碳在奥氏体中的扩散速度影响较小，故对奥氏体的形成速度影响不大。强碳化物形成元素Cr、Mo、W、V等与碳的亲和力较大，显著妨碍碳在奥氏体中的扩散，大大减慢了奥氏体的形成速度。四、合金元素对钢的热处理的影响（2）第128页，共199页，星期日，2025年，2月5日碳化物的分解：奥氏体形成后，还残留有一些稳定性各不相同的碳化物。稳定性高的碳化物，要求其分解并溶入奥氏体中，必须提高加热温度，甚至超过其平衡临界点几十或几百度。奥氏体的成分均匀化：由于碳化物的不断溶入，不均匀程度更加严重。要使奥氏体成分均匀化，碳和合金元素均需扩散。四、合金元素对钢的热处理的影响（3）第129页，共199页，星期日，2025年，2月5日由于合金元素的扩散很缓慢，因此对合金钢应采取较高的加热温度和较长的保温时间，以得到比较均匀的奥氏体，从而充分发挥合金元素的作用。但对需要具有较多未溶碳化物的合金工具钢，则不应采用过高的加热温度和过长的保温时间。四、合金元素对钢的热处理的影响（4）第130页，共199页，星期日，2025年，2月5日图1-10碳化物和氮化物在奥氏体中溶解度与温度的关系第131页，共199页，星期日，2025年，2月5日（2）Me对奥氏体晶粒长大倾向的影响合金元素形成的碳化物在高温下越稳定，越不易溶入奥氏体中，能阻碍晶界长大，显著细化晶粒。按照对晶粒长大作用的影响，合金元素可分为：①Ti、V、Zr、Nb等强烈阻止奥氏体晶粒长大，Al在钢中易形成高熔点AlN、Al2O3细质点，也能强烈阻止晶粒长大；②W、Mo、Cr等阻碍奥氏体晶粒长大的作用中等；四、合金元素对钢的热处理的影响（5）第132页，共199页，星期日，2025年，2月5日图1-11AlN含量对奥氏体晶粒度的影响图1-12MnNiMo钢中的AlN质点（电解萃取碳复型）第133页，共199页，星期日，2025年，2月5日③Ni、Si、Cu、Co等阻碍奥氏体晶粒长大的作用轻微；④Mn、P、B则有助于奥氏体的晶粒长大。Mn钢有较强烈的过热倾向，其加热温度不应过高，保温时间应较短。第134页，共199页，星期日，2025年，2月5日2．Me对钢的过冷奥氏体分解转变的影响主要表现在合金元素可以使钢的C曲线发生显著变化。具体可以分为以下几个方面：（1）对高温转变（珠光体转变）的影响；（2）对中温转变（贝氏体转变）的影响；（3）对低温转变（马氏体转变）的影响。四、合金元素对钢的热处理的影响（6）第135页，共199页，星期日，2025年，2月5日图1-13合金元素对奥氏体恒温转变曲线的影响(a)强碳化物形成元素(b)中等及弱碳化物形成元素(c)非碳化物形成元素四、合金元素对钢的热处理的影响（7）第136页，共199页，星期日，2025年，2月5日第137页，共199页，星期日，2025年，2月5日第138页，共199页，星期日，2025年，2月5日第139页，共199页，星期日，2025年，2月5日第140页，共199页，星期日，2025年，2月5日2．形成合金渗碳体（1）合金渗碳体（碳化物）、氮化物和碳、氮化物间隙化合物相，是钢中的基本强化相。（2）过渡族金属与碳、氮的亲和力、碳化物和氮化物的强度（或稳定性）按下列规律递减：Hf、Zr、Ti、Ta、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe一、合金元素的存在形式（3）第95页，共199页，星期日，2025年，2月5日其中：Ⅳ、Ⅴ族金属的碳化物与氮化物具有简单的点阵结构，如TiC、VC、TiN、TaC等；Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ金属的碳化物与氮化物具有复杂的点阵结构，如Cr7C3、Cr23C6、W2C、Mo2C、(W、Mo、Fe)6C等。在钢中，铁的碳化物与合金碳化物相比，是最不稳定的。渗碳体中Fe的原子可以被若干合金元素的原子所取代。如(Fe,Mn)3C、(Fe,Cr)23C等。一、合金元素的存在形式（4）第96页，共199页，星期日，2025年，2月5日3．形成金属间化合物（1）金属化合物的类型通常分为正常价化合物、电子化合物及间隙化合物三类。金属间化合物通常仅指电子化合物。（2）在奥氏体不锈钢