金属学及热处理课件:钢的热处理.pptx
钢的热处理;[目标]
1.了解钢的热处理分类、化学热处理、热处理新技术;
2.掌握钢热处理原理:加热、保温、冷却过程及组织、性能转变规律;
3.掌握钢的正火、退火、淬火、回火的热处理工艺和应用;钢的表面热处理的特点和应用;
4.淬透性、淬硬性概念及其影响因素。
[重点]
1.钢在冷却时的转变过程和组织、性能;
2.钢正火、退火、淬火、回火的热处理工艺和应用;
3.钢的表面热处理的特点和应用。
[难点]
1.钢在冷却时的转变过程和组织;
2.钢的表面热处理。;;6.1钢在加热时的组织转变;2.奥氏体的形成;6.1.2奥氏体晶粒的长大及其影响因素;A;6.2钢在冷却时的组织转变;(TTT曲线、;;;2)C曲线概述;AF正常溶解度;A1~650℃粗片珠光体(P)≈20HRC;C不能析出;马氏体硬度和碳含量的关系;;在不断降温的过程中形成。如冷却中途停止,M转变即停止;
高速长大;
转变不彻底;
当?c>0.6%时,Mf降至0℃以下,室温冷却时将有残余A(Ar/A');
?c↑→Ar↑→HRC↓稳定性↓精度↓
(高精度件需冷处理:干冰-78℃,液氮-196℃)
体积膨胀;产生较大内应力,变形、开裂。;;550~350℃B上≈45HRC碳化物短杆状塑韧性差;共析钢三种产物组织示意图;;;6.2.3影响TTT曲线的因素;合金元素;课堂练习:分析等温冷却组织转变;6.2.4过冷奥氏体连续冷却转变;800;课堂练习;时间;;渗碳、渗氮
碳氮共渗;细化晶粒、改善组织:优化力学性能,为最终热处理(淬火回火)做好组织准备;
消除残余应力:稳定尺寸,防止变形、开裂;
调整硬度:改善材料切削加工性能,160~230HBW;
最终热处理:用于普通零件;6.3.1钢的退火;1.完全退火;2.球化退火;主要用于合金钢铸件消除铸造枝晶偏析,使钢成分均匀。
加热至Ac3或Acm+150~250℃,保温10~15h,
随炉冷至350℃,出炉空冷。;6.3.3钢的正火;正火的应用;正火;2.选用原则2(参考);6.4钢的淬火与回火;6.4钢的淬火与回火;加热保温时间过长,A晶粒易长大,且零件氧化、脱碳倾向增大;反之,奥氏体化不充分。
确定零件的加热保温时间时应考虑加热方法、钢的种类、工件形状尺寸和装炉方式等因素。
详见各类热处理工艺手册;生产中接近理想冷却曲线的实际操作;①单介质淬火:形状简单小件;应力大
碳钢—水合金钢—油
②双介质淬火:形状复杂、大件;应力↓
水—油油—空气
如:浴以五牲之溺,淬以五牲之脂---唐《北齐书》
③分级淬火:精密件,应力↓↓
④等温淬火:尺寸小、精度高的强韧性件(B下)应力↓↓↓;6.4.2钢的回火;回火的原因;马氏体的分解(80~200℃)
过饱和碳以极细小片状过渡碳化物Fe2.4C形式部分析出。
过饱和针状铁素体+Fe2.4C(Mˊ)。
残余奥氏体的转变(200~300℃),B下
渗碳体的形成(250~450℃)
Fe2.4C向更稳定的、弥散、细小的Fe3C转变,碳化物充分析出。
平衡成分的针状铁素体+颗粒状Fe3C(Tˊ)。
渗碳体球化、长大及铁素体形态变化(450℃)
渗碳体集聚长大球化为细粒状;铁素体发生再结晶,由针状转变为细小等轴状晶粒。
等轴状(粒状)铁素体+颗粒状Fe3C(Sˊ);(1)马氏体的分解(80~200℃)
(2)残余奥氏体的转变(200~300℃)
(3)渗碳体的形成(250~450℃))
(4)渗碳体球化、长大及铁素体形态变化(450℃);3.淬火钢回火时的性能变化;回火获得不同组织和性能;4.回火的种类及应用;第一类(低温回火脆性):不可逆
250~350℃:M界面上析出薄片状碳化物。与冷速无关,无法消除,应避免该温度;6.4.3淬火钢的冷处理;6.5钢的淬硬性和淬透性;6.5.2钢的淬透性;1.临界淬透直径——dc
心部也被淬硬时的最大直径
;是钢中的合金元素及其含量。;(1)大工件:淬透性↑心部淬透↑性能一致
(2)同一工件:淬透性↑冷速↓应力↓;课堂思考2:如何根据零件受力状况选择淬透性;6.6钢的表面热处理;6.6钢的表面热处理;电流
频率;2.火焰加热表面淬火;6.6.2化学热处理;2.渗碳