文档介绍：第五章钢的热处理
材料的组织和性能受成分、加工工艺的
影响,改善钢的性能主要有合金化、热
处理、塑性变形等途径结构。
热处理是将固态金属或合金在一定介质
中加热、保温和冷却,改变材料的组织
,从而获得所需性能的加工工艺。
比较重要的机械零部件一般都需要进行
热处理,比如汽车、拖拉机工业中70~
80%的零件需要进行热处理。
钢在加热时的组织转变
钢的临界温度
加热是热处理的第一步,加热温度依据
相图和热处理目的而定
A1、A3、Acm为相图上的平
衡转变温度线。
实际生产中温度变化较快,
转变出现滞后。
为了区分加热、冷却时的
临界点,加热冠以“c”,冷
却贯以“r”。如AC1表示加
热时由热时 P→A的开始温度线
奥氏体的形成
奥氏体的形成也是形核长大过程。
共析钢的原始组织为P,当加热到Acl以上温度时,发
生P→γ转变。
在转变过程中要发生晶格改组和碳原子的重新分布。
包括如下四个基本环节
奥氏体形核奥氏体长大残余渗碳体的溶解奥氏体均匀化
影响奥氏体晶粒大小的因素
加热温度和保温时间
加热温度越高和保温时间越长,A晶粒越粗。
其中加热温度是主要因素
化学成分
强碳化物元素Nb、Ti等元素碳化物不易溶
解、阻止C扩散等原因强烈阻止A晶粒粗化,
可细化晶粒
钢在冷却时的组织转变
实际生产当中冷却速度较快,转变在较
大过冷度下进行,不能用相图来分析。
冷却的方式通常有两种
保温
临界点
温度
等温冷却
热
加连
续
冷
保温时间却
时间
过冷奥氏体的等温转变
共析钢的TTT曲线(C曲线)
转变温度不同,产物不同,性能不同
800
A 奥氏体
1
700
过冷A区粗珠光体 5~20 HRC
P
600 J
A 细珠光体 30~40 HRC
C
o 500
AJB 上贝氏体 40~45 HRC
400
温度/ 下贝氏体 50~60 HRC
300
M
s
200
100 马氏体+残余奥氏体 60~65 HRC
M
f
0
-100
1 10 100 1000 10000 100000 1000000
时间/ s
高温转变产物-珠光体类型
珠光体 2500× 索氏体 5000× 屈氏体 5000×
能分辨片层的
组织名称符号形成温度/℃片层间距/mm 硬度
放大倍数
珠光体 P A1~650 > 170~230 HB <500×
索氏体 S 650~600 ~ 25~35 HRC >1000×
屈氏体 T 600~500 < 35~40 HRC >2000×
低温转变产物-马氏体
马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。马氏体
的成分与过冷奥氏体完全相同。
很强的固溶强化效应,同时M内又存在大量晶
体缺陷,具有很高的强度和硬度。M的硬度主
要取决于它的含碳量,碳含量越高,强度和硬
度越高,而塑性、韧性也越低。
中温转变产物-贝氏体
与M相比,上贝氏体强度低,不用。下
贝氏体强度硬度较高、塑性韧性好。
亚共析钢和过共析钢的C曲线
亚共析钢和过共析钢的TTT曲线和共析钢
相比多了一条先共析F和Fe3C的析出线