文档介绍：第 4 章材料的强化与处理
2017/11/10
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工程材料与材料成型基础
钢的热处理
——固态下,通过加热、保温、冷却、改变组织得到所需性能的工艺方法。
特点:在固态下,只改变工件的组织,不改变形状和尺寸
目的:改善材料的使用、工艺性能
基本过程:加热→保温→冷却
分类:
1 普通热处理
退火、正火
淬火、回火
2 表面热处理
表面淬火
化学热处理
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工程材料与材料成型基础
加热和冷却时的相变点
Ac1
A1
Ar1
Ac3
A3
Ar3
Accm
Acm
Arcm
S
P
G
Q
E
F
F+P
P
P+Fe3CⅡ
A
F+A
A+ Fe3CⅡ
℃
C%
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工程材料与材料成型基础
钢在加热时的转变
加热工序的目的:得到奥氏体
奥氏体形成过程:
形核在 F / Fe3C相界面上形核
晶核长大 F→ A晶格重构
Fe3C 溶解,C→ A中扩散
3 残余Fe3C溶解
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工程材料与材料成型基础
Ac1~Accm
Accm以上
Ac3以上
影响奥氏体晶粒大小的因素
奥氏体均匀化
对亚共析钢: P + F
对过共析钢:P+Fe3CⅡ
Ac1~Ac3
A+F
A
A+Fe3CⅡ
A
保温工序的目的:
得到成分均匀的奥氏体,消除内应力,促进扩散
影响奥氏体晶粒大小的因素:
加热温度↑,保温时间↑→ A晶粒长大快
加热速度↑→ A晶粒细
含碳量↑→ A晶粒细
原始组织细→ A晶粒细
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工程材料与材料成型基础
钢在冷却时的转变
A1
℃
t
等温冷却
连续冷却
过冷奥氏体:在A1以下,未发生转变的不稳定奥氏体。
按等温冷却方式测定,得到过冷奥氏体等温转变曲线:C曲线(TTT曲线)
按连续冷却方式测定,T曲线
℃
t
A1
CCT
C曲线
Ms
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工程材料与材料成型基础
共析钢C曲线分析
孕育期——表示过冷A 的稳定程度
四个区域:
奥氏体稳定区
过冷奥氏体区
转变产物区
转变区
C曲线形状
三种转变类型
高温转变区:P型转变
中温转变区:B型转变
低温转变区:M型转变
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工程材料与材料成型基础
珠光体转变
1 珠光体组成:F 和 Fe3C 的机械混合物
2 形成特点: 在固态下形核、长大
是扩散型相变
3 形态:
片状
A1 ~650℃:珠光体 P
650~600℃:索氏体 S (细P)
600~550℃:托氏体 T (极细P又称屈氏体)
球状—— Fe3C 呈球状
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工程材料与材料成型基础
珠光体性能
珠光体片越细→ HB↑,σb↑
C%相同时,球状 P 比片状 P →HB↓,σb↓,δ↑
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工程材料与材料成型基础
贝氏体转变
1 贝氏体组成:过饱和F 和碳化物的机械混合物
2 形成特点: 在固态下形核、长大
是半扩散型相变
3 转变温度与形态:
550 ~350℃:上贝氏体 B上
350℃~ Ms :下贝氏体 B下
4 性能:
转变℃↓→ F片细,过饱和度↑
Fe3C细小,弥散度↑
→ HB↑,σb↑
耐磨性↑,塑、韧性好
B下的强韧性好
B上无用
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工程材料与材料成型基础